Вторник, 29 януари 2013 г. - Инженерите от Pratt School of Engineering в университета Дюк (САЩ) са комбинирали въглеродни мрежи с дебелината на атом с полимери (макромолекули, образувани от обединението на по-малки молекули или мономери), за да създадат Уникални материали с широк спектър от приложения, включително изкуствени мускули.
Тези мрежи, известни като графен, са направени от чист въглерод и имат вид на метален плат, ако се наблюдават под лупа. Предвид уникалните си оптични, електрически и механични свойства, графенът вече се използва в електрониката, съхранението на енергия, композитите и биомедицината.
Този въглероден алотроп обаче е много труден за справяне, тъй като лесно се набръчква, което в зависимост от обстоятелствата може да бъде положителна или отрицателна характеристика. За съжаление, досега учените не са успели да контролират набръчкването и разтягането на големи графенови повърхности, за да се възползват от всичките им свойства, съобщава Trends 21.
Инженерът от университета Duke, Xuanhe Zhao, сравнява този аспект на графена с разликата между обикновена хартия и мокра хартия в изявления, събрани в изявление от университета Duke: „Ако нормална хартия е набръчкана, можете да се върнете към изравнявайте се много лесно, обаче, графенът е по-скоро като мокра тъкан, много е тънък и лепкав и е трудно да се разположи веднъж набръчкан, ние разработихме метод за решаване на този проблем и по този начин контролираме бръчките и разтягане на обширни графенови филми. "
Това, което инженерите са направили, е да прикрепят графен към гумено фолио, опънато преди това много пъти, от първоначалния му размер.
След разтягане на този участък, част от графена се отделя от каучука, докато друга част остава прикрепена към каучука, образувайки прикрепен и прикрепен шаблон от само няколко нанометра.
Докато гумата се раздува, отделеният графен се компресира да се набръчка. Но когато гуменото фолио се разтегли отново, прикрепеният графен натиска смачкания графен, докато се разтегне. „По този начин сбръчкването и разтягането на голяма площ от графен с атомна дебелина може да се контролира чрез просто разтягане и разнасяне на гумено фолио, дори на ръка“, казва Джао. Резултатите от тяхното изследване са публикувани в списанието Nature Materials.
"Нашият метод отваря пътя към безпрецедентна експлоатация на свойствата на набръчкания графен и функциите на графен", казва Джанфенг Занг, първи автор на статията. „Например, благодарение на тази система можем да регулираме графена да е прозрачен или непрозрачен, като го набръчкаме, и да го коригираме отново, като го разтягаме“, добавя Занг.
От друга страна, инженерите на Дюк са комбинирали графена с различни полимерни филми, за да разработят материал, който може да действа като изкуствена мускулна тъкан, свивайки се и разширявайки се при поискване.
Тези движения могат да бъдат контролирани с електричество. Когато това се приложи върху мускула с графен, той ще се разшири. Когато електричеството беше отстранено, мускулът щеше да се отпусне. Чрез промяна на напрежението може да се насочи и степента на свиване или релаксация. "Всъщност набръчкването и разтягането на графена би позволило голяма деформация на изкуствения мускул", обяснява Занг.
„Новите изкуствени мускули ще бъдат полезни за различни технологии, от роботиката до администриране на наркотици или за улавяне и съхранение на енергия“, казва Джао.
"По-специално, те обещават значително да подобрят качеството на живот на милиони хора с увреждания, които могат да имат устройства като леки протези. Въздействието на новите изкуствени мускули може да бъде аналогично на това на пиезоелектричните материали в глобалното общество."
Източник:
Тагове:
Красота Терминологичен речник Диета-И-Хранене
Тези мрежи, известни като графен, са направени от чист въглерод и имат вид на метален плат, ако се наблюдават под лупа. Предвид уникалните си оптични, електрически и механични свойства, графенът вече се използва в електрониката, съхранението на енергия, композитите и биомедицината.
Този въглероден алотроп обаче е много труден за справяне, тъй като лесно се набръчква, което в зависимост от обстоятелствата може да бъде положителна или отрицателна характеристика. За съжаление, досега учените не са успели да контролират набръчкването и разтягането на големи графенови повърхности, за да се възползват от всичките им свойства, съобщава Trends 21.
Инженерът от университета Duke, Xuanhe Zhao, сравнява този аспект на графена с разликата между обикновена хартия и мокра хартия в изявления, събрани в изявление от университета Duke: „Ако нормална хартия е набръчкана, можете да се върнете към изравнявайте се много лесно, обаче, графенът е по-скоро като мокра тъкан, много е тънък и лепкав и е трудно да се разположи веднъж набръчкан, ние разработихме метод за решаване на този проблем и по този начин контролираме бръчките и разтягане на обширни графенови филми. "
Как беше направено
Това, което инженерите са направили, е да прикрепят графен към гумено фолио, опънато преди това много пъти, от първоначалния му размер.
След разтягане на този участък, част от графена се отделя от каучука, докато друга част остава прикрепена към каучука, образувайки прикрепен и прикрепен шаблон от само няколко нанометра.
Докато гумата се раздува, отделеният графен се компресира да се набръчка. Но когато гуменото фолио се разтегли отново, прикрепеният графен натиска смачкания графен, докато се разтегне. „По този начин сбръчкването и разтягането на голяма площ от графен с атомна дебелина може да се контролира чрез просто разтягане и разнасяне на гумено фолио, дори на ръка“, казва Джао. Резултатите от тяхното изследване са публикувани в списанието Nature Materials.
"Нашият метод отваря пътя към безпрецедентна експлоатация на свойствата на набръчкания графен и функциите на графен", казва Джанфенг Занг, първи автор на статията. „Например, благодарение на тази система можем да регулираме графена да е прозрачен или непрозрачен, като го набръчкаме, и да го коригираме отново, като го разтягаме“, добавя Занг.
Мускули, контролирани с електричество
От друга страна, инженерите на Дюк са комбинирали графена с различни полимерни филми, за да разработят материал, който може да действа като изкуствена мускулна тъкан, свивайки се и разширявайки се при поискване.
Тези движения могат да бъдат контролирани с електричество. Когато това се приложи върху мускула с графен, той ще се разшири. Когато електричеството беше отстранено, мускулът щеше да се отпусне. Чрез промяна на напрежението може да се насочи и степента на свиване или релаксация. "Всъщност набръчкването и разтягането на графена би позволило голяма деформация на изкуствения мускул", обяснява Занг.
„Новите изкуствени мускули ще бъдат полезни за различни технологии, от роботиката до администриране на наркотици или за улавяне и съхранение на енергия“, казва Джао.
"По-специално, те обещават значително да подобрят качеството на живот на милиони хора с увреждания, които могат да имат устройства като леки протези. Въздействието на новите изкуствени мускули може да бъде аналогично на това на пиезоелектричните материали в глобалното общество."
Източник:
