Вівторок, 29 січня 2013 року. Інженери з Інженерної школи Пратта в університеті Дьюка (США) поєднали вуглецеві мережі товщиною атома з полімерами (макромолекули, утворені об'єднанням менших молекул або мономерів) для створення Унікальні матеріали з широким спектром застосування, включаючи штучні м’язи.
Ці мережі, відомі як графен, виготовлені з чистого вуглецю і мають вигляд металевої тканини, якщо спостерігати під лупою. Враховуючи свої унікальні оптичні, електричні та механічні властивості, графен вже використовується в електроніці, накопиченні енергії, композитах та біомедицині.
Однак з цим вуглецевим алотропом дуже складно впоратися, оскільки він легко зморщується, що залежно від обставин може бути позитивною чи негативною характеристикою. На жаль, до цього часу вченим не вдалося контролювати зморщування та розтягування великих графенових поверхонь, щоб скористатися всіма їх властивостями, повідомляє Trends 21.
Інженер університету герцога Сюанье Чжао порівнює цей аспект графена з різницею між звичайним папером і мокрим папером у висловлюваннях, зібраних у заяві з університету Дюка: "Якщо нормальний папір зморщений, ви можете повернутися до згладжувати дуже легко, однак, графен більше схожий на мокру тканину, він дуже тонкий і липкий, і його важко розгорнути після зморшки, ми розробили метод вирішення цієї проблеми і, таким чином, контролюємо зморшки і розтягування обширних плівок про графен ».
Те, що інженери зробили, - це прикріпити графен до гумової плівки, раніше натягнутої багато разів, від її початкового розміру.
Після того, як ця розтягнення розслабилася, одна частина графена відокремилася від гуми, а інша частина залишилася прикріплена до гуми, утворюючи прикріплений і прикріплений візерунок лише кількох нанометрів.
У міру розпушування гуми відокремлений графен стискався до зморшок. Але коли гумова плівка знову натягнулася, прикріплений графен штовхав пом'ятий графен, поки він не розтягнувся. "Таким чином можна контролювати зморщування і розтягування великої площі графена атомної товщини, просто розтягуючи і розкидаючи гумову плівку, навіть вручну", - каже Чжао. Результати їх дослідження опубліковані в журналі Nature Materials.
"Наш метод відкриває шлях до безпрецедентної експлуатації властивостей зморщеного графену та функцій графена", - сказав перший автор статті Цзянфенг Занг. "Наприклад, завдяки цій системі ми можемо налаштувати графен на прозорий або непрозорий, зморщуючи його, і знову відрегулювати його, розтягуючи", - додає Занг.
З іншого боку, інженери Дюка комбінували графен з різними полімерними плівками, щоб розробити матеріал, який може діяти як штучна м’язова тканина, скорочуючись і розширюючись за потребою.
Ці рухи можна було керувати електрикою. Якщо це застосувати до м’яза графена, воно розшириться. Коли електрику зняли, м’яз розслабився. Змінюючи напругу, міг би також бути спрямований ступінь скорочення або розслаблення. "Насправді зморщування і розтягнення графену дозволило б сильно деформувати штучний м'яз", - пояснює Занг.
"Нові штучні м'язи будуть корисні для різноманітних технологій - від робототехніки до введення наркотиків або до захоплення та зберігання енергії", - каже Чжао.
"Зокрема, вони обіцяють значно покращити якість життя мільйонів людей з обмеженими можливостями, які, можливо, мають такі пристрої, як легкі протези. Вплив нових штучних м'язів може бути аналогічним впливу п'єзоелектричних матеріалів у світовому суспільстві".
Джерело:
Теги:
Харчування Інший Новини
Ці мережі, відомі як графен, виготовлені з чистого вуглецю і мають вигляд металевої тканини, якщо спостерігати під лупою. Враховуючи свої унікальні оптичні, електричні та механічні властивості, графен вже використовується в електроніці, накопиченні енергії, композитах та біомедицині.
Однак з цим вуглецевим алотропом дуже складно впоратися, оскільки він легко зморщується, що залежно від обставин може бути позитивною чи негативною характеристикою. На жаль, до цього часу вченим не вдалося контролювати зморщування та розтягування великих графенових поверхонь, щоб скористатися всіма їх властивостями, повідомляє Trends 21.
Інженер університету герцога Сюанье Чжао порівнює цей аспект графена з різницею між звичайним папером і мокрим папером у висловлюваннях, зібраних у заяві з університету Дюка: "Якщо нормальний папір зморщений, ви можете повернутися до згладжувати дуже легко, однак, графен більше схожий на мокру тканину, він дуже тонкий і липкий, і його важко розгорнути після зморшки, ми розробили метод вирішення цієї проблеми і, таким чином, контролюємо зморшки і розтягування обширних плівок про графен ».
Як це було зроблено
Те, що інженери зробили, - це прикріпити графен до гумової плівки, раніше натягнутої багато разів, від її початкового розміру.
Після того, як ця розтягнення розслабилася, одна частина графена відокремилася від гуми, а інша частина залишилася прикріплена до гуми, утворюючи прикріплений і прикріплений візерунок лише кількох нанометрів.
У міру розпушування гуми відокремлений графен стискався до зморшок. Але коли гумова плівка знову натягнулася, прикріплений графен штовхав пом'ятий графен, поки він не розтягнувся. "Таким чином можна контролювати зморщування і розтягування великої площі графена атомної товщини, просто розтягуючи і розкидаючи гумову плівку, навіть вручну", - каже Чжао. Результати їх дослідження опубліковані в журналі Nature Materials.
"Наш метод відкриває шлях до безпрецедентної експлуатації властивостей зморщеного графену та функцій графена", - сказав перший автор статті Цзянфенг Занг. "Наприклад, завдяки цій системі ми можемо налаштувати графен на прозорий або непрозорий, зморщуючи його, і знову відрегулювати його, розтягуючи", - додає Занг.
М'язи, керовані електрикою
З іншого боку, інженери Дюка комбінували графен з різними полімерними плівками, щоб розробити матеріал, який може діяти як штучна м’язова тканина, скорочуючись і розширюючись за потребою.
Ці рухи можна було керувати електрикою. Якщо це застосувати до м’яза графена, воно розшириться. Коли електрику зняли, м’яз розслабився. Змінюючи напругу, міг би також бути спрямований ступінь скорочення або розслаблення. "Насправді зморщування і розтягнення графену дозволило б сильно деформувати штучний м'яз", - пояснює Занг.
"Нові штучні м'язи будуть корисні для різноманітних технологій - від робототехніки до введення наркотиків або до захоплення та зберігання енергії", - каже Чжао.
"Зокрема, вони обіцяють значно покращити якість життя мільйонів людей з обмеженими можливостями, які, можливо, мають такі пристрої, як легкі протези. Вплив нових штучних м'язів може бути аналогічним впливу п'єзоелектричних матеріалів у світовому суспільстві".
Джерело:
