Tirsdag 29. januar 2013.- Ingeniører fra Pratt School of Engineering ved Duke University (USA) har kombinert karbonnettverk tykkelsen på et atom med polymerer (makromolekyler dannet av foreningen av mindre molekyler eller monomerer) for å lage Unike materialer med et bredt spekter av bruksområder, inkludert kunstige muskler.
Disse nettverkene, kjent som grafen, er laget av rent karbon og har utseendet som en metallisk klut, hvis de blir observert under et forstørrelsesglass. Gitt de unike optiske, elektriske og mekaniske egenskapene, brukes grafen allerede innen elektronikk, energilagring, kompositter og biomedisin.
Imidlertid er denne karbonallotropen veldig vanskelig å håndtere fordi den lett rynker, som avhengig av omstendighetene kan være en positiv eller negativ egenskap. Dessverre hadde forskere frem til nå ikke vært i stand til å kontrollere rynkingen og tøyningen av store grafenoverflater for å dra nytte av alle deres egenskaper, rapporterer trender 21.
Duke University-ingeniør, Xuanhe Zhao, sammenligner dette aspektet av grafen med forskjellen mellom vanlig papir og vått papir i uttalelser samlet i en uttalelse fra Duke University: "Hvis et vanlig papir er rynkete, kan du gå tilbake til flatere veldig lett, men grafen er mer som et vått vev, det er veldig tynt og klissete, og vanskelig å distribuere når en gang er krøllet, vi har utviklet en metode for å løse dette problemet og dermed kontrollere rynker og strekning av omfattende grafenfilmer. "
Det ingeniørene har gjort har vært å feste grafen til en gummifilm som tidligere var strukket mange ganger, fra sin opprinnelige størrelse.
Når denne strekningen hadde gått ut, ble en del av grafenen separert fra gummien, mens en annen del forble festet til gummien, og dannet et festet og festet mønster på bare noen få nanometer.
Da gummien distanserte seg, komprimerte den separerte grafenen for å rynke. Men da gummifilmen ble strukket igjen, dyttet den vedlagte grafen den sammenkrøllede grafen til den ble strukket. "På denne måten kan rynking og strekking av et stort område med grafen med atomtykkelse kontrolleres ved ganske enkelt å strekke og spre en gummifilm, også for hånd, " sier Zhao. Resultatene fra studien deres er publisert i tidsskriftet Nature Materials.
"Metoden vår åpner for en enestående utnyttelse av egenskapene til skrukket grafen og funksjonene til grafen, " sa Jianfeng Zang, første forfatter av artikkelen. "For eksempel, takket være dette systemet kan vi justere grafen til å være gjennomsiktig eller ugjennomsiktig ved å rynke det, og justere det igjen ved å strekke det, " legger Zang til.
På den annen side har Duke-ingeniører kombinert grafen med forskjellige polymerfilmer for å utvikle et materiale som kan fungere som kunstig muskelvev, trekke seg sammen og utvide seg etter behov.
Disse bevegelsene kunne styres med strøm. Når dette ble brukt på grafenmuskelen, ville den utvide seg. Når strømmen ble fjernet, ville muskelen slappe av. Ved å variere spenningen, kan også sammentrekning eller avspenning rettes. "Faktisk vil rynking og strekking av grafen muliggjøre en stor deformasjon av den kunstige muskelen, " forklarer Zang.
"De nye kunstige musklene vil være nyttige for forskjellige teknologier, fra robotikk til medikamentadministrasjon eller til energifangst og lagring, " sier Zhao.
"Spesielt lover de å forbedre livskvaliteten til millioner av mennesker med nedsatt funksjonsevne, som kan ha apparater som lette proteser. Innvirkningen av nye kunstige muskler kan være analogt med piezoelektriske materialer i det globale samfunnet."
Kilde:
Tags:
Diett-Og-Ernæring Kjønn Helse
Disse nettverkene, kjent som grafen, er laget av rent karbon og har utseendet som en metallisk klut, hvis de blir observert under et forstørrelsesglass. Gitt de unike optiske, elektriske og mekaniske egenskapene, brukes grafen allerede innen elektronikk, energilagring, kompositter og biomedisin.
Imidlertid er denne karbonallotropen veldig vanskelig å håndtere fordi den lett rynker, som avhengig av omstendighetene kan være en positiv eller negativ egenskap. Dessverre hadde forskere frem til nå ikke vært i stand til å kontrollere rynkingen og tøyningen av store grafenoverflater for å dra nytte av alle deres egenskaper, rapporterer trender 21.
Duke University-ingeniør, Xuanhe Zhao, sammenligner dette aspektet av grafen med forskjellen mellom vanlig papir og vått papir i uttalelser samlet i en uttalelse fra Duke University: "Hvis et vanlig papir er rynkete, kan du gå tilbake til flatere veldig lett, men grafen er mer som et vått vev, det er veldig tynt og klissete, og vanskelig å distribuere når en gang er krøllet, vi har utviklet en metode for å løse dette problemet og dermed kontrollere rynker og strekning av omfattende grafenfilmer. "
Hvordan det ble gjort
Det ingeniørene har gjort har vært å feste grafen til en gummifilm som tidligere var strukket mange ganger, fra sin opprinnelige størrelse.
Når denne strekningen hadde gått ut, ble en del av grafenen separert fra gummien, mens en annen del forble festet til gummien, og dannet et festet og festet mønster på bare noen få nanometer.
Da gummien distanserte seg, komprimerte den separerte grafenen for å rynke. Men da gummifilmen ble strukket igjen, dyttet den vedlagte grafen den sammenkrøllede grafen til den ble strukket. "På denne måten kan rynking og strekking av et stort område med grafen med atomtykkelse kontrolleres ved ganske enkelt å strekke og spre en gummifilm, også for hånd, " sier Zhao. Resultatene fra studien deres er publisert i tidsskriftet Nature Materials.
"Metoden vår åpner for en enestående utnyttelse av egenskapene til skrukket grafen og funksjonene til grafen, " sa Jianfeng Zang, første forfatter av artikkelen. "For eksempel, takket være dette systemet kan vi justere grafen til å være gjennomsiktig eller ugjennomsiktig ved å rynke det, og justere det igjen ved å strekke det, " legger Zang til.
Muskler kontrollert med strøm
På den annen side har Duke-ingeniører kombinert grafen med forskjellige polymerfilmer for å utvikle et materiale som kan fungere som kunstig muskelvev, trekke seg sammen og utvide seg etter behov.
Disse bevegelsene kunne styres med strøm. Når dette ble brukt på grafenmuskelen, ville den utvide seg. Når strømmen ble fjernet, ville muskelen slappe av. Ved å variere spenningen, kan også sammentrekning eller avspenning rettes. "Faktisk vil rynking og strekking av grafen muliggjøre en stor deformasjon av den kunstige muskelen, " forklarer Zang.
"De nye kunstige musklene vil være nyttige for forskjellige teknologier, fra robotikk til medikamentadministrasjon eller til energifangst og lagring, " sier Zhao.
"Spesielt lover de å forbedre livskvaliteten til millioner av mennesker med nedsatt funksjonsevne, som kan ha apparater som lette proteser. Innvirkningen av nye kunstige muskler kan være analogt med piezoelektriske materialer i det globale samfunnet."
Kilde:
