Tiistai 29. tammikuuta 2013.- Duke Universityn (Yhdysvallat) Pratt-tekniikan korkeakoulun insinöörit ovat yhdistäneet atomin paksuuden hiiliverkostot polymeereihin (makromolekyylit, jotka muodostuvat pienempien molekyylien tai monomeerien liitosta) luodakseen Ainutlaatuiset materiaalit monenlaisilla sovelluksilla, mukaan lukien keinotekoiset lihakset.
Nämä verkot, jotka tunnetaan nimellä grafeeni, on valmistettu puhtaasta hiilestä ja näyttävät metalliselta kankaalta, jos havaitaan suurennuslasin alla. Grafeenin ainutlaatuisten optisten, sähköisten ja mekaanisten ominaisuuksien vuoksi sitä käytetään jo elektroniikassa, energian varastoinnissa, komposiiteissa ja biolääketieteessä.
Tätä hiilimonotrooppia on kuitenkin hyvin vaikea käsitellä, koska se rypistyy helposti, mikä olosuhteista riippuen voi olla positiivinen tai negatiivinen ominaisuus. Valitettavasti tutkijat eivät ole tähän mennessä olleet kyenneet hallitsemaan suurten grafeenipintojen ryppyjä ja venytystä hyödyntääkseen kaikkia niiden ominaisuuksia, raportoi Trends 21.
Duke University -insinööri Xuanhe Zhao vertaa tätä grafeeninäkökohtaa tavallisen ja märän paperin eroon Duke University -julkaisussa kerätyissä lausunnoissa: "Jos normaali paperi on ryppyinen, voit palata litistä hyvin helposti, mutta grafeeni on enemmän kuin märkä kudos, se on hyvin ohut ja tahmea ja vaikea ottaa käyttöön rypistymisen jälkeen. Olemme kehittäneet menetelmän tämän ongelman ratkaisemiseksi ja siten ryppyjen ja laajojen grafeenikalvojen venyttely ".
Suunnittelijat ovat tehneet grafeenin kiinnittämisen kumikerrokseen, joka on aiemmin venytetty monta kertaa alkuperäisestä koostaan.
Kun tämä venytys oli poistunut, osa grafeenia erotettiin kumista, kun taas toinen osa pysyi kiinnitettynä kumiin muodostaen vain muutaman nanometrin kiinnitetyn ja kiinnitetyn kuvion.
Kun kumi levisi, erotettu grafeeni puristui rypistymään. Mutta kun kumikalvo venytettiin uudestaan, kiinnitetty grafeeni työnsi rypistynyttä grafeenia, kunnes se venytettiin. "Tällä tavoin atomin paksuuden grafeenin alueen rypistymistä ja venytystä voidaan hallita venyttämällä ja levittämällä kumikalvoa jopa käsin", Zhao sanoo. Tutkimuksen tulokset on julkaistu Nature Materials -lehdessä.
"Menetelmämme avaa tien ryppyisen grafeenin ominaisuuksien ja grafeenin toimintojen ennennäkemättömään hyödyntämiseen", kertoi artikkelin ensimmäinen kirjoittaja Jianfeng Zang. "Tämän järjestelmän ansiosta voimme esimerkiksi säätää grafeenin läpinäkyväksi tai läpinäkymättömäksi rypistämällä sitä ja säätää uudelleen venyttämällä sitä", Zang lisää.
Toisaalta Duke-insinöörit ovat yhdistäneet grafeenin erilaisiin polymeerikalvoihin kehittääkseen materiaalin, joka voi toimia keinotekoisena lihaskudoksena, supistuen ja laajentuessaan tarpeen mukaan.
Näitä liikkeitä voitiin hallita sähköllä. Kun tätä levitettiin grafeenilihakseen, se laajenisi. Kun sähkö poistettiin, lihakset rentoutuvat. Jännitettä muuttamalla voitaisiin myös ohjata supistumisen tai rentoutumisen astetta. "Itse asiassa grafeenin ryppy ja venytys mahdollistaisivat keinotekoisen lihaksen suuren muodonmuutoksen", Zang selittää.
"Uudet keinotekoiset lihakset ovat hyödyllisiä erilaisille tekniikoille robotiikasta huumeiden antamiseen tai energian talteenottoon ja varastointiin", Zhao sanoo.
"Erityisesti he lupaavat parantaa huomattavasti miljoonien vammaisten ihmisten elämänlaatua, joilla voi olla laitteita, kuten kevyitä proteeseja. Uusien keinotekoisten lihaksien vaikutus voi olla samanlainen kuin pietsosähköisten materiaalien vaikutuksen globaalissa yhteiskunnassa."
Lähde:
Tunnisteet:
Perhe seksuaalisuus Lääkkeet
Nämä verkot, jotka tunnetaan nimellä grafeeni, on valmistettu puhtaasta hiilestä ja näyttävät metalliselta kankaalta, jos havaitaan suurennuslasin alla. Grafeenin ainutlaatuisten optisten, sähköisten ja mekaanisten ominaisuuksien vuoksi sitä käytetään jo elektroniikassa, energian varastoinnissa, komposiiteissa ja biolääketieteessä.
Tätä hiilimonotrooppia on kuitenkin hyvin vaikea käsitellä, koska se rypistyy helposti, mikä olosuhteista riippuen voi olla positiivinen tai negatiivinen ominaisuus. Valitettavasti tutkijat eivät ole tähän mennessä olleet kyenneet hallitsemaan suurten grafeenipintojen ryppyjä ja venytystä hyödyntääkseen kaikkia niiden ominaisuuksia, raportoi Trends 21.
Duke University -insinööri Xuanhe Zhao vertaa tätä grafeeninäkökohtaa tavallisen ja märän paperin eroon Duke University -julkaisussa kerätyissä lausunnoissa: "Jos normaali paperi on ryppyinen, voit palata litistä hyvin helposti, mutta grafeeni on enemmän kuin märkä kudos, se on hyvin ohut ja tahmea ja vaikea ottaa käyttöön rypistymisen jälkeen. Olemme kehittäneet menetelmän tämän ongelman ratkaisemiseksi ja siten ryppyjen ja laajojen grafeenikalvojen venyttely ".
Kuinka se tehtiin
Suunnittelijat ovat tehneet grafeenin kiinnittämisen kumikerrokseen, joka on aiemmin venytetty monta kertaa alkuperäisestä koostaan.
Kun tämä venytys oli poistunut, osa grafeenia erotettiin kumista, kun taas toinen osa pysyi kiinnitettynä kumiin muodostaen vain muutaman nanometrin kiinnitetyn ja kiinnitetyn kuvion.
Kun kumi levisi, erotettu grafeeni puristui rypistymään. Mutta kun kumikalvo venytettiin uudestaan, kiinnitetty grafeeni työnsi rypistynyttä grafeenia, kunnes se venytettiin. "Tällä tavoin atomin paksuuden grafeenin alueen rypistymistä ja venytystä voidaan hallita venyttämällä ja levittämällä kumikalvoa jopa käsin", Zhao sanoo. Tutkimuksen tulokset on julkaistu Nature Materials -lehdessä.
"Menetelmämme avaa tien ryppyisen grafeenin ominaisuuksien ja grafeenin toimintojen ennennäkemättömään hyödyntämiseen", kertoi artikkelin ensimmäinen kirjoittaja Jianfeng Zang. "Tämän järjestelmän ansiosta voimme esimerkiksi säätää grafeenin läpinäkyväksi tai läpinäkymättömäksi rypistämällä sitä ja säätää uudelleen venyttämällä sitä", Zang lisää.
Sähköllä ohjattavat lihakset
Toisaalta Duke-insinöörit ovat yhdistäneet grafeenin erilaisiin polymeerikalvoihin kehittääkseen materiaalin, joka voi toimia keinotekoisena lihaskudoksena, supistuen ja laajentuessaan tarpeen mukaan.
Näitä liikkeitä voitiin hallita sähköllä. Kun tätä levitettiin grafeenilihakseen, se laajenisi. Kun sähkö poistettiin, lihakset rentoutuvat. Jännitettä muuttamalla voitaisiin myös ohjata supistumisen tai rentoutumisen astetta. "Itse asiassa grafeenin ryppy ja venytys mahdollistaisivat keinotekoisen lihaksen suuren muodonmuutoksen", Zang selittää.
"Uudet keinotekoiset lihakset ovat hyödyllisiä erilaisille tekniikoille robotiikasta huumeiden antamiseen tai energian talteenottoon ja varastointiin", Zhao sanoo.
"Erityisesti he lupaavat parantaa huomattavasti miljoonien vammaisten ihmisten elämänlaatua, joilla voi olla laitteita, kuten kevyitä proteeseja. Uusien keinotekoisten lihaksien vaikutus voi olla samanlainen kuin pietsosähköisten materiaalien vaikutuksen globaalissa yhteiskunnassa."
Lähde:
