Otrdiena, 2013. gada 29. janvāris. Djūka universitātes (Amerikas Savienotās Valstis) Prattas inženierzinātņu skolas inženieri ir apvienojuši oglekļa tīklus atoma biezumā ar polimēriem (makromolekulas, ko veido mazāku molekulu vai monomēru savienība), lai izveidotu Unikāli materiāli ar plašu pielietojumu, ieskaitot mākslīgos muskuļus.
Šie tīkli, kas pazīstami kā grafēns, ir izgatavoti no tīra oglekļa, un tiem ir metāla audums, ja tos novēro zem palielināmā stikla. Ņemot vērā grafēna unikālās optiskās, elektriskās un mehāniskās īpašības, to jau izmanto elektronikā, enerģijas uzkrāšanā, kompozītmateriālos un biomedicīnā.
Tomēr šo oglekļa alotropi ir ļoti grūti apstrādāt, jo tas viegli saburzās, kas atkarībā no apstākļiem var būt pozitīva vai negatīva īpašība. Diemžēl līdz šim zinātnieki nebija spējuši kontrolēt lielu grafēna virsmu saburzīšanos un izstiepšanos, izmantot visas to īpašības, ziņo Trends 21.
Hercoga universitātes inženieris Ksens Žao salīdzina šo grafēna aspektu ar atšķirību starp parasto un mitro papīru paziņojumos, kas savākti Djūka universitātes paziņojumā: "Ja parasts papīrs ir saburzīts, jūs varat atgriezties ļoti viegli saplacina, tomēr grafēns drīzāk atgādina mitru salveti, tas ir ļoti plāns un lipīgs, un pēc grumbu savākšanas to ir grūti izvietot, mēs esam izstrādājuši metodi šīs problēmas risināšanai un tādējādi novēršot grumbu veidošanos un plašu grafēna filmu stiepšana ".
Inženieri ir izdarījuši grafēna pievienošanu gumijas plēvei, kas iepriekš daudzkārt izstiepta, sākot no tās sākotnējā izmēra.
Kad šis posms bija izzudis, daļa grafēna tika atdalīta no gumijas, bet vēl viena daļa palika piestiprināta pie gumijas, veidojot piestiprinātu un piestiprinātu tikai dažu nanometru modeli.
Gumijai izklīstot, atdalītais grafēns tika saspiests līdz grumbu veidošanai. Bet, kad gumijas plēve atkal tika izstiepta, pievienotais grafēns spieda saburzīto grafēnu, līdz tas tika izstiepts. "Tādā veidā var kontrolēt liela atoma biezuma grafēna laukuma kropļošanos un izstiepšanos, vienkārši izstiepjot un izklājot gumijas plēvi, pat ar rokām, " saka Zhao. Viņu pētījuma rezultāti ir publicēti žurnālā Nature Materials.
"Mūsu metode paver ceļu vēl nebijušai saburzītā grafēna īpašību un grafēna funkciju izmantošanai, " sacīja raksta pirmais autors Jianfeng Zang. "Piemēram, pateicoties šai sistēmai, mēs varam pielāgot grafēnu caurspīdīgam vai necaurspīdīgam, to saburzījot, un atkal pielāgot, izstiepjot, " piebilst Zangs.
No otras puses, Duke inženieri ir apvienojuši grafēnu ar dažādām polimēru plēvēm, lai izstrādātu materiālu, kas var darboties kā mākslīgie muskuļu audi, savelkot un paplašinot pēc pieprasījuma.
Šīs kustības varēja kontrolēt ar elektrību. Kad tas tiks uzklāts uz grafēna muskuļiem, tas paplašinās. Kad elektrība tika noņemta, muskuļi atslābinās. Mainot spriegumu, var novirzīt arī saraušanās vai relaksācijas pakāpi. "Faktiski grafēna saburzīšana un izstiepšana ļautu mākslīgajam muskulim ļoti deformēties, " skaidro Zangs.
"Jaunie mākslīgie muskuļi būs noderīgi dažādām tehnoloģijām, sākot no robotikas līdz zāļu ievadīšanai vai enerģijas uztveršanai un uzglabāšanai, " saka Zhao.
"Jo īpaši viņi sola ievērojami uzlabot miljoniem cilvēku ar invaliditāti dzīves kvalitāti, kuriem var būt tādas ierīces kā gaismas protēzes. Jauno mākslīgo muskuļu ietekme varētu būt analoģiska pjezoelektrisko materiālu ietekmei pasaules sabiedrībā."
Avots:
Tags:
Glosārijs Diēta-Un-Uzturs Dzimums
Šie tīkli, kas pazīstami kā grafēns, ir izgatavoti no tīra oglekļa, un tiem ir metāla audums, ja tos novēro zem palielināmā stikla. Ņemot vērā grafēna unikālās optiskās, elektriskās un mehāniskās īpašības, to jau izmanto elektronikā, enerģijas uzkrāšanā, kompozītmateriālos un biomedicīnā.
Tomēr šo oglekļa alotropi ir ļoti grūti apstrādāt, jo tas viegli saburzās, kas atkarībā no apstākļiem var būt pozitīva vai negatīva īpašība. Diemžēl līdz šim zinātnieki nebija spējuši kontrolēt lielu grafēna virsmu saburzīšanos un izstiepšanos, izmantot visas to īpašības, ziņo Trends 21.
Hercoga universitātes inženieris Ksens Žao salīdzina šo grafēna aspektu ar atšķirību starp parasto un mitro papīru paziņojumos, kas savākti Djūka universitātes paziņojumā: "Ja parasts papīrs ir saburzīts, jūs varat atgriezties ļoti viegli saplacina, tomēr grafēns drīzāk atgādina mitru salveti, tas ir ļoti plāns un lipīgs, un pēc grumbu savākšanas to ir grūti izvietot, mēs esam izstrādājuši metodi šīs problēmas risināšanai un tādējādi novēršot grumbu veidošanos un plašu grafēna filmu stiepšana ".
Kā tas tika izdarīts
Inženieri ir izdarījuši grafēna pievienošanu gumijas plēvei, kas iepriekš daudzkārt izstiepta, sākot no tās sākotnējā izmēra.
Kad šis posms bija izzudis, daļa grafēna tika atdalīta no gumijas, bet vēl viena daļa palika piestiprināta pie gumijas, veidojot piestiprinātu un piestiprinātu tikai dažu nanometru modeli.
Gumijai izklīstot, atdalītais grafēns tika saspiests līdz grumbu veidošanai. Bet, kad gumijas plēve atkal tika izstiepta, pievienotais grafēns spieda saburzīto grafēnu, līdz tas tika izstiepts. "Tādā veidā var kontrolēt liela atoma biezuma grafēna laukuma kropļošanos un izstiepšanos, vienkārši izstiepjot un izklājot gumijas plēvi, pat ar rokām, " saka Zhao. Viņu pētījuma rezultāti ir publicēti žurnālā Nature Materials.
"Mūsu metode paver ceļu vēl nebijušai saburzītā grafēna īpašību un grafēna funkciju izmantošanai, " sacīja raksta pirmais autors Jianfeng Zang. "Piemēram, pateicoties šai sistēmai, mēs varam pielāgot grafēnu caurspīdīgam vai necaurspīdīgam, to saburzījot, un atkal pielāgot, izstiepjot, " piebilst Zangs.
Muskuļi, kas tiek vadīti ar elektrību
No otras puses, Duke inženieri ir apvienojuši grafēnu ar dažādām polimēru plēvēm, lai izstrādātu materiālu, kas var darboties kā mākslīgie muskuļu audi, savelkot un paplašinot pēc pieprasījuma.
Šīs kustības varēja kontrolēt ar elektrību. Kad tas tiks uzklāts uz grafēna muskuļiem, tas paplašinās. Kad elektrība tika noņemta, muskuļi atslābinās. Mainot spriegumu, var novirzīt arī saraušanās vai relaksācijas pakāpi. "Faktiski grafēna saburzīšana un izstiepšana ļautu mākslīgajam muskulim ļoti deformēties, " skaidro Zangs.
"Jaunie mākslīgie muskuļi būs noderīgi dažādām tehnoloģijām, sākot no robotikas līdz zāļu ievadīšanai vai enerģijas uztveršanai un uzglabāšanai, " saka Zhao.
"Jo īpaši viņi sola ievērojami uzlabot miljoniem cilvēku ar invaliditāti dzīves kvalitāti, kuriem var būt tādas ierīces kā gaismas protēzes. Jauno mākslīgo muskuļu ietekme varētu būt analoģiska pjezoelektrisko materiālu ietekmei pasaules sabiedrībā."
Avots:
