Úterý 29. ledna 2013. - Inženýři z Pratt School of Engineering na Duke University (USA) spojili uhlíkové sítě o tloušťce atomu s polymery (makromolekuly vytvořené spojením menších molekul nebo monomerů), aby vytvořily Unikátní materiály se širokou škálou aplikací, včetně umělých svalů.
Tyto sítě, známé jako grafen, jsou vyrobeny z čistého uhlíku a mají vzhled kovové látky, pokud jsou pozorovány pod lupou. Vzhledem ke svým jedinečným optickým, elektrickým a mechanickým vlastnostem se grafen již používá v elektronice, ukládání energie, kompozitech a biomedicíně.
S tímto uhlíkovým allotropem je však velmi obtížné manipulovat, protože se snadno krčí, což může být v závislosti na okolnostech pozitivní nebo negativní charakteristika. Bohužel až dosud vědci nebyli schopni kontrolovat zvrásnění a roztahování velkých grafenových povrchů, aby využili všech svých vlastností, uvádí Trendy 21.
Inženýr Duke University, Xuanhe Zhao, porovnává tento aspekt grafenu s rozdílem mezi obyčejným papírem a mokrým papírem v prohlášeních shromážděných v prohlášení z Duke University: „Pokud je normální papír pomačkaný, můžete se vrátit velmi snadno se vyrovnat, nicméně, grafen je spíš jako vlhká tkáň, je velmi tenký a lepkavý a obtížně nasaditelný, jakmile je pomačkaný, vyvinuli jsme způsob, jak tento problém vyřešit, a tím kontrolovat vrásky a natahování rozsáhlých grafenových filmů. “
Inženýři dělali to, že připojili grafen k pryžové fólii, která byla mnohokrát natažena z původní velikosti.
Jakmile se tento úsek roztáhl, část grafenu byla oddělena od gumy, zatímco jiná část zůstala připevněna k gumě a vytvořila připojený a připojený vzor jen několika nanometrů.
Když se guma rozptýlila, separovaný grafen se stlačil, aby se zmačkal. Když však byl gumový film znovu natažen, připojený grafen tlačil zmačkaný grafen, dokud nebyl natažen. „Tímto způsobem lze zvrásnění a roztažení velké oblasti grafenu atomové tloušťky ovládat jednoduše natažením a rozprostřením gumového filmu, a to i ručně, “ říká Zhao. Výsledky jejich studie byly publikovány v časopise Nature Materials.
„Naše metoda otevírá cestu k bezprecedentnímu využívání vlastností vrásčitého grafenu a funkcí grafenu, “ řekl Jianfeng Zang, první autor článku. „Například díky tomuto systému můžeme grafen upravit tak, aby byl průhledný nebo neprůhledný tak, že jej pomačkáme, a znovu jej upravíme natažením, “ dodává Zang.
Na druhé straně inženýři Duke kombinovali grafen s různými polymerními filmy, aby vyvinuli materiál, který může působit jako umělá svalová tkáň, stahovat a rozšiřovat na vyžádání.
Tyto pohyby lze ovládat elektřinou. Pokud by to bylo aplikováno na grafenový sval, rozšířilo by se. Když byla elektřina odstraněna, sval se uvolnil. Změnou napětí lze také říci stupeň kontrakce nebo relaxace. „Ve skutečnosti by zvrásnění a protažení grafenu umožnilo velkou deformaci umělého svalu, “ vysvětluje Zang.
„Nové umělé svaly budou užitečné pro různé technologie, od robotiky po podávání léků nebo po zachycování a ukládání energie, “ říká Zhao.
"Zejména slibují, že výrazně zlepší kvalitu života milionů lidí se zdravotním postižením, kteří mohou mít zařízení, jako jsou lehké protézy. Dopad nových umělých svalů by mohl být analogický účinku piezoelektrických materiálů v globální společnosti."
Zdroj:
Tagy:
Glosář Dieta-And-Výživa Regenerace
Tyto sítě, známé jako grafen, jsou vyrobeny z čistého uhlíku a mají vzhled kovové látky, pokud jsou pozorovány pod lupou. Vzhledem ke svým jedinečným optickým, elektrickým a mechanickým vlastnostem se grafen již používá v elektronice, ukládání energie, kompozitech a biomedicíně.
S tímto uhlíkovým allotropem je však velmi obtížné manipulovat, protože se snadno krčí, což může být v závislosti na okolnostech pozitivní nebo negativní charakteristika. Bohužel až dosud vědci nebyli schopni kontrolovat zvrásnění a roztahování velkých grafenových povrchů, aby využili všech svých vlastností, uvádí Trendy 21.
Inženýr Duke University, Xuanhe Zhao, porovnává tento aspekt grafenu s rozdílem mezi obyčejným papírem a mokrým papírem v prohlášeních shromážděných v prohlášení z Duke University: „Pokud je normální papír pomačkaný, můžete se vrátit velmi snadno se vyrovnat, nicméně, grafen je spíš jako vlhká tkáň, je velmi tenký a lepkavý a obtížně nasaditelný, jakmile je pomačkaný, vyvinuli jsme způsob, jak tento problém vyřešit, a tím kontrolovat vrásky a natahování rozsáhlých grafenových filmů. “
Jak se to stalo
Inženýři dělali to, že připojili grafen k pryžové fólii, která byla mnohokrát natažena z původní velikosti.
Jakmile se tento úsek roztáhl, část grafenu byla oddělena od gumy, zatímco jiná část zůstala připevněna k gumě a vytvořila připojený a připojený vzor jen několika nanometrů.
Když se guma rozptýlila, separovaný grafen se stlačil, aby se zmačkal. Když však byl gumový film znovu natažen, připojený grafen tlačil zmačkaný grafen, dokud nebyl natažen. „Tímto způsobem lze zvrásnění a roztažení velké oblasti grafenu atomové tloušťky ovládat jednoduše natažením a rozprostřením gumového filmu, a to i ručně, “ říká Zhao. Výsledky jejich studie byly publikovány v časopise Nature Materials.
„Naše metoda otevírá cestu k bezprecedentnímu využívání vlastností vrásčitého grafenu a funkcí grafenu, “ řekl Jianfeng Zang, první autor článku. „Například díky tomuto systému můžeme grafen upravit tak, aby byl průhledný nebo neprůhledný tak, že jej pomačkáme, a znovu jej upravíme natažením, “ dodává Zang.
Svaly ovládané elektřinou
Na druhé straně inženýři Duke kombinovali grafen s různými polymerními filmy, aby vyvinuli materiál, který může působit jako umělá svalová tkáň, stahovat a rozšiřovat na vyžádání.
Tyto pohyby lze ovládat elektřinou. Pokud by to bylo aplikováno na grafenový sval, rozšířilo by se. Když byla elektřina odstraněna, sval se uvolnil. Změnou napětí lze také říci stupeň kontrakce nebo relaxace. „Ve skutečnosti by zvrásnění a protažení grafenu umožnilo velkou deformaci umělého svalu, “ vysvětluje Zang.
„Nové umělé svaly budou užitečné pro různé technologie, od robotiky po podávání léků nebo po zachycování a ukládání energie, “ říká Zhao.
"Zejména slibují, že výrazně zlepší kvalitu života milionů lidí se zdravotním postižením, kteří mohou mít zařízení, jako jsou lehké protézy. Dopad nových umělých svalů by mohl být analogický účinku piezoelektrických materiálů v globální společnosti."
Zdroj:
