Utorak, 29. siječnja 2013. - Inženjeri sa Prattove tehničke škole na Sveučilištu Duke (Sjedinjene Države) kombinirali su ugljične mreže debljine atoma s polimerima (makromolekulama formiranim sjedinjenjem manjih molekula ili monomera) kako bi stvorili Jedinstveni materijali sa širokim rasponom primjene, uključujući umjetne mišiće.
Te mreže, poznate kao grafen, izrađene su od čistog ugljika i imaju izgled metalne tkanine, ako se promatraju pod povećalom. S obzirom na svoja jedinstvena optička, električna i mehanička svojstva, grafen se već koristi u elektronici, skladištenju energije, kompozitima i biomedicini.
Međutim, s ovim ugljičnim alotropom vrlo je teško rukovati, jer se lako nabora, što, ovisno o okolnostima, može biti pozitivna ili negativna karakteristika. Nažalost, do sada znanstvenici nisu uspjeli kontrolirati natezanje i istezanje velikih površina grafena kako bi iskoristili sva njihova svojstva, izvještava Trends 21.
Inženjer sa Sveučilišta Duke, Xuanhe Zhao, uspoređuje ovaj aspekt grafena s razlikom između običnog papira i mokrog papira u izjavama prikupljenim u izjavi sa Sveučilišta Duke: "Ako je normalan papir zgužvan, možete se vratiti na spljoštiti vrlo lako, međutim, grafen je više poput mokrog tkiva, vrlo je tanak i ljepljiv te ga je teško aktivirati nakon nabora, razvili smo metodu za rješavanje ovog problema i na taj način kontrolirali bora i istezanje opsežnih grafenskih filmova. "
Ono što su inženjeri učinili jest pričvrstiti grafen na gumeni film prethodno nategnut mnogo puta, od njegove prvobitne veličine.
Nakon što se ovaj dio rastegnuo, jedan dio grafena odvojio se od gume, dok je drugi dio ostao vezan za gumu, tvoreći priloženi i pričvršćeni uzorak od samo nekoliko nanometara.
Kako se guma distenirala, razdvojeni grafen komprimirao se nabora. Ali kad se gumeni film ponovo razvukao, pričvršćeni grafen gurao je zgužvani grafen dok se nije razvukao. "Na ovaj način, mršavljenje i istezanje velikog područja grafena atomske debljine može se kontrolirati jednostavnim istezanjem i širenjem gumenog filma, čak i rukom", kaže Zhao. Rezultati njihove studije objavljeni su u časopisu Nature Materials.
"Naša metoda otvara put do neviđenog iskorištavanja svojstava zgužvanog grafena i funkcija grafena", rekao je Jianfeng Zang, prvi autor članka. "Na primjer, zahvaljujući ovom sustavu možemo prilagoditi grafen kako bi bio proziran ili neproziran gubeći ga i ponovo ga podešavati istezanjem", dodaje Zang.
S druge strane, Dukeovi inženjeri kombinirali su grafen s različitim polimernim filmovima kako bi razvili materijal koji može djelovati kao umjetno mišićno tkivo, kontrahirajući se i proširujući na zahtjev.
Ti se pokreti mogu kontrolirati strujom. Kad bi se to primijenilo na grafenski mišić, ono bi se proširilo. Kad bi mu bila uklonjena struja, mišić bi se opuštao. Promjenom napona može se usmjeriti i stupanj kontrakcije ili opuštanja. "Zapravo, natezanje i istezanje grafena omogućilo bi veliku deformaciju umjetnog mišića", objašnjava Zang.
"Novi umjetni mišići bit će korisni za različite tehnologije, od robotike do primjene lijekova ili zauzimanja i skladištenja energije", kaže Zhao.
"Osobito obećavaju da će značajno poboljšati kvalitetu života milijuna ljudi s invaliditetom, koji mogu imati uređaje poput svjetlosnih proteza. Utjecaj novih umjetnih mišića mogao bi biti analogan onome piezoelektričnih materijala u globalnom društvu."
Izvor:
Oznake:
Vijesti Lijekovi Regeneracija
Te mreže, poznate kao grafen, izrađene su od čistog ugljika i imaju izgled metalne tkanine, ako se promatraju pod povećalom. S obzirom na svoja jedinstvena optička, električna i mehanička svojstva, grafen se već koristi u elektronici, skladištenju energije, kompozitima i biomedicini.
Međutim, s ovim ugljičnim alotropom vrlo je teško rukovati, jer se lako nabora, što, ovisno o okolnostima, može biti pozitivna ili negativna karakteristika. Nažalost, do sada znanstvenici nisu uspjeli kontrolirati natezanje i istezanje velikih površina grafena kako bi iskoristili sva njihova svojstva, izvještava Trends 21.
Inženjer sa Sveučilišta Duke, Xuanhe Zhao, uspoređuje ovaj aspekt grafena s razlikom između običnog papira i mokrog papira u izjavama prikupljenim u izjavi sa Sveučilišta Duke: "Ako je normalan papir zgužvan, možete se vratiti na spljoštiti vrlo lako, međutim, grafen je više poput mokrog tkiva, vrlo je tanak i ljepljiv te ga je teško aktivirati nakon nabora, razvili smo metodu za rješavanje ovog problema i na taj način kontrolirali bora i istezanje opsežnih grafenskih filmova. "
Kako je to učinjeno
Ono što su inženjeri učinili jest pričvrstiti grafen na gumeni film prethodno nategnut mnogo puta, od njegove prvobitne veličine.
Nakon što se ovaj dio rastegnuo, jedan dio grafena odvojio se od gume, dok je drugi dio ostao vezan za gumu, tvoreći priloženi i pričvršćeni uzorak od samo nekoliko nanometara.
Kako se guma distenirala, razdvojeni grafen komprimirao se nabora. Ali kad se gumeni film ponovo razvukao, pričvršćeni grafen gurao je zgužvani grafen dok se nije razvukao. "Na ovaj način, mršavljenje i istezanje velikog područja grafena atomske debljine može se kontrolirati jednostavnim istezanjem i širenjem gumenog filma, čak i rukom", kaže Zhao. Rezultati njihove studije objavljeni su u časopisu Nature Materials.
"Naša metoda otvara put do neviđenog iskorištavanja svojstava zgužvanog grafena i funkcija grafena", rekao je Jianfeng Zang, prvi autor članka. "Na primjer, zahvaljujući ovom sustavu možemo prilagoditi grafen kako bi bio proziran ili neproziran gubeći ga i ponovo ga podešavati istezanjem", dodaje Zang.
Mišići kontrolirani strujom
S druge strane, Dukeovi inženjeri kombinirali su grafen s različitim polimernim filmovima kako bi razvili materijal koji može djelovati kao umjetno mišićno tkivo, kontrahirajući se i proširujući na zahtjev.
Ti se pokreti mogu kontrolirati strujom. Kad bi se to primijenilo na grafenski mišić, ono bi se proširilo. Kad bi mu bila uklonjena struja, mišić bi se opuštao. Promjenom napona može se usmjeriti i stupanj kontrakcije ili opuštanja. "Zapravo, natezanje i istezanje grafena omogućilo bi veliku deformaciju umjetnog mišića", objašnjava Zang.
"Novi umjetni mišići bit će korisni za različite tehnologije, od robotike do primjene lijekova ili zauzimanja i skladištenja energije", kaže Zhao.
"Osobito obećavaju da će značajno poboljšati kvalitetu života milijuna ljudi s invaliditetom, koji mogu imati uređaje poput svjetlosnih proteza. Utjecaj novih umjetnih mišića mogao bi biti analogan onome piezoelektričnih materijala u globalnom društvu."
Izvor:
