2013. január 29., kedd. - A Duke University (Egyesült Államok) Pratt Műszaki Iskolájának mérnökei az atom vastagságú szénhálózatokat egyesítették polimerekkel (a kisebb molekulák vagy monomerek összekapcsolódásából álló makromolekulák) Egyedi anyagok széles körű felhasználással, beleértve a mű izmokat is.
Ezek a hálózatok, grafénként ismertek, tiszta szénből készültek, és fémszövetnek tűnnek, ha nagyító alatt megfigyelhetők. Egyedülálló optikai, elektromos és mechanikai tulajdonságai miatt a grafént már használják az elektronikában, az energiatárolásban, a kompozitokban és az orvosbiológiában.
Ezt a szén-allotrópot azonban nagyon nehéz kezelni, mivel könnyen ráncolódik, amely a körülményektől függően pozitív vagy negatív tulajdonság lehet. Sajnos a tudósok eddig nem voltak képesek ellenőrizni a nagy grafén felületek ráncát és nyújtását, és kihasználni az összes tulajdonságukat - jelentette a Trends 21.
Xuanhe Zhao, a Duke Egyetem mérnöke összehasonlítja a grafén ezt a aspektusát a sima és a nedves papír közötti különbséggel a Duke Egyetemi Nyilatkozatban összegyűjtött nyilatkozatokban: "Ha egy normál papír gyűrött, akkor visszatérhet a nagyon egyszerűen lelapul, azonban a grafén inkább egy nedves szövethez hasonlít, nagyon vékony és ragadós, és ráncosodás után nehéz telepíteni, kidolgoztunk egy módszert ennek a problémának a megoldására, és így a ráncok és kiterjedt grafén filmek nyújtása. "
A mérnökök azt tették, hogy a grafént egy korábban többször feszített gumifóliához erősítették, az eredeti méretétől függően.
Miután ez a szakasz meglazult, a grafén egyik részét elválasztottuk a gumitól, míg a másik rész a gumig rögzítve maradt, csupán néhány nanométer hosszúságú rögzített és rögzített mintát képezve.
Amint a gumi kiszáradt, az elválasztott grafén ráncossá préselt. Amikor azonban a gumi fóliát ismét megfeszítették, a csatolt grafén addig nyomta a gyűrött grafént, amíg meg nem nyújtja. "Ilyen módon az atomsűrűségű grafén nagy részének gyűrődése és nyújtása szabályozható egyszerűen egy gumi fólia megnyújtásával és eloszlatásával, akár kézzel" - mondja Zhao. Tanulmányuk eredményeit a Nature Materials folyóiratban tették közzé.
"Módszerünk megnyitja az utat a gyűrött grafén tulajdonságainak és a grafén funkcióinak példátlan kiaknázásához" - mondta Jianfeng Zang, a cikk első szerzője. "Például ennek a rendszernek köszönhetően a grafén átlátszóvá vagy átlátszatlansá tehető úgy, hogy ráncoljuk, és meghosszabbítva meghosszabbíthatjuk" - tette hozzá Zang.
Másrészt, a Duke mérnökei a grafént és a különféle polimer fóliákat kombinálták, hogy olyan anyagot fejlesszenek ki, amely mesterséges izomszövetként működhet, összehúzódva és igény szerint bővülve.
Ezeket a mozgásokat elektromos árammal lehet szabályozni. Ha ezt felvisszük a grafén izomra, az kibővül. Amikor eltávolították az elektromosságot, az izom pihenni fog. A feszültség változtatásával az összehúzódás vagy a relaxáció fokát is meg lehet irányítani. "Valójában a grafén ráncolása és nyújtása lehetővé tenné a mű izom nagy deformációját" - magyarázza Zang.
"Az új mesterséges izmok hasznosak lehetnek a különféle technológiákban, a robotikától a gyógyszeres kezelésig vagy az energiagyűjtésig és -tárolásig" - mondja Zhao.
"Különösen ígéretet tesznek arra, hogy jelentősen javítja a fogyatékossággal élő emberek millióinak életminőségét, akiknek készülékei vannak, például könnyű protézisek. Az új mesterséges izmok hatása hasonló lehet a piezoelektromos anyagokéhoz a globális társadalomban."
Forrás:
Címkék:
Távozáskor Nemiség Egészség
Ezek a hálózatok, grafénként ismertek, tiszta szénből készültek, és fémszövetnek tűnnek, ha nagyító alatt megfigyelhetők. Egyedülálló optikai, elektromos és mechanikai tulajdonságai miatt a grafént már használják az elektronikában, az energiatárolásban, a kompozitokban és az orvosbiológiában.
Ezt a szén-allotrópot azonban nagyon nehéz kezelni, mivel könnyen ráncolódik, amely a körülményektől függően pozitív vagy negatív tulajdonság lehet. Sajnos a tudósok eddig nem voltak képesek ellenőrizni a nagy grafén felületek ráncát és nyújtását, és kihasználni az összes tulajdonságukat - jelentette a Trends 21.
Xuanhe Zhao, a Duke Egyetem mérnöke összehasonlítja a grafén ezt a aspektusát a sima és a nedves papír közötti különbséggel a Duke Egyetemi Nyilatkozatban összegyűjtött nyilatkozatokban: "Ha egy normál papír gyűrött, akkor visszatérhet a nagyon egyszerűen lelapul, azonban a grafén inkább egy nedves szövethez hasonlít, nagyon vékony és ragadós, és ráncosodás után nehéz telepíteni, kidolgoztunk egy módszert ennek a problémának a megoldására, és így a ráncok és kiterjedt grafén filmek nyújtása. "
Hogyan történt
A mérnökök azt tették, hogy a grafént egy korábban többször feszített gumifóliához erősítették, az eredeti méretétől függően.
Miután ez a szakasz meglazult, a grafén egyik részét elválasztottuk a gumitól, míg a másik rész a gumig rögzítve maradt, csupán néhány nanométer hosszúságú rögzített és rögzített mintát képezve.
Amint a gumi kiszáradt, az elválasztott grafén ráncossá préselt. Amikor azonban a gumi fóliát ismét megfeszítették, a csatolt grafén addig nyomta a gyűrött grafént, amíg meg nem nyújtja. "Ilyen módon az atomsűrűségű grafén nagy részének gyűrődése és nyújtása szabályozható egyszerűen egy gumi fólia megnyújtásával és eloszlatásával, akár kézzel" - mondja Zhao. Tanulmányuk eredményeit a Nature Materials folyóiratban tették közzé.
"Módszerünk megnyitja az utat a gyűrött grafén tulajdonságainak és a grafén funkcióinak példátlan kiaknázásához" - mondta Jianfeng Zang, a cikk első szerzője. "Például ennek a rendszernek köszönhetően a grafén átlátszóvá vagy átlátszatlansá tehető úgy, hogy ráncoljuk, és meghosszabbítva meghosszabbíthatjuk" - tette hozzá Zang.
Elektromosan vezérelt izmok
Másrészt, a Duke mérnökei a grafént és a különféle polimer fóliákat kombinálták, hogy olyan anyagot fejlesszenek ki, amely mesterséges izomszövetként működhet, összehúzódva és igény szerint bővülve.
Ezeket a mozgásokat elektromos árammal lehet szabályozni. Ha ezt felvisszük a grafén izomra, az kibővül. Amikor eltávolították az elektromosságot, az izom pihenni fog. A feszültség változtatásával az összehúzódás vagy a relaxáció fokát is meg lehet irányítani. "Valójában a grafén ráncolása és nyújtása lehetővé tenné a mű izom nagy deformációját" - magyarázza Zang.
"Az új mesterséges izmok hasznosak lehetnek a különféle technológiákban, a robotikától a gyógyszeres kezelésig vagy az energiagyűjtésig és -tárolásig" - mondja Zhao.
"Különösen ígéretet tesznek arra, hogy jelentősen javítja a fogyatékossággal élő emberek millióinak életminőségét, akiknek készülékei vannak, például könnyű protézisek. Az új mesterséges izmok hatása hasonló lehet a piezoelektromos anyagokéhoz a globális társadalomban."
Forrás:
