Τρίτη 29 Ιανουαρίου 2013. Οι μηχανικοί της Σχολής Μηχανικών Pratt στο Πανεπιστήμιο του Duke (Ηνωμένες Πολιτείες) έχουν συνδυάσει τα δίκτυα άνθρακα με το πάχος ενός ατόμου με πολυμερή (μακρομόρια που σχηματίζονται από την ένωση μικρότερων μορίων ή μονομερών) για να δημιουργήσουν Μοναδικά υλικά με ευρύ φάσμα εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων των τεχνητών μυών.
Αυτά τα δίκτυα, γνωστά ως γραφένιο, είναι κατασκευασμένα από καθαρό άνθρακα και έχουν την εμφάνιση μεταλλικού υφάσματος, εάν παρατηρούνται κάτω από ένα μεγεθυντικό φακό. Δεδομένων των μοναδικών οπτικών, ηλεκτρικών και μηχανικών ιδιοτήτων του, το graphene χρησιμοποιείται ήδη στην ηλεκτρονική, την αποθήκευση ενέργειας, τα σύνθετα υλικά και τη βιοϊατρική.
Ωστόσο, αυτό το αλλοτρόπιο άνθρακα είναι πολύ δύσκολο να χειριστεί γιατί ευκολοχρεώνει, το οποίο, ανάλογα με τις περιστάσεις, μπορεί να είναι ένα θετικό ή αρνητικό χαρακτηριστικό. Δυστυχώς, μέχρι τώρα οι επιστήμονες δεν μπόρεσαν να ελέγξουν το τσαλακωμένο και τέντωμα μεγάλων επιφανειών γραφενίου, για να επωφεληθούν από όλες τις ιδιότητές τους, αναφέρουν τα Trends 21.
Ο μηχανικός του πανεπιστημίου Duke, Xuanhe Zhao, συγκρίνει αυτή την πτυχή του γραφένιου με τη διαφορά μεταξύ απλού χαρτιού και υγρού χαρτιού σε δηλώσεις που συλλέχθηκαν σε δήλωση του πανεπιστημίου του Duke: "Εάν ένα συνηθισμένο χαρτί είναι τσαλακωμένο, μπορείτε να επιστρέψετε αλλά το graphene είναι περισσότερο σαν υγρός ιστός, είναι πολύ λεπτό και κολλώδες και είναι δύσκολο να αναπτυχθεί μια φορά ζαρωμένο, έχουμε αναπτύξει μια μέθοδο για την επίλυση αυτού του προβλήματος και επομένως τον έλεγχο των ρυτίδων και τέντωμα εκτεταμένων ταινιών γραφής ".
Αυτό που έκαναν οι μηχανικοί ήταν να προσκολλήσουν το γραφέν σε μια ταινία από καουτσούκ που είχε προηγουμένως τεντωθεί πολλές φορές, από το αρχικό της μέγεθος.
Μόλις επεκταθεί αυτό το τέντωμα, ένα μέρος του γραφένιου διαχωρίστηκε από το καουτσούκ, ενώ ένα άλλο μέρος παρέμεινε προσαρτημένο στο ελαστικό, σχηματίζοντας ένα προσαρτημένο και προσαρτημένο μοτίβο μόνο μερικών νανομέτρων.
Καθώς το ελαστικό επεκτεινόταν, το χωρισμένο γραφένιο συμπιέστηκε σε ρυτίδες. Αλλά όταν η ταινία από καουτσούκ τεντωθεί και πάλι, το συνημμένο γραφέν έσπρωξε το τσακωμένο γραφένιο μέχρι να τεντωθεί. "Με αυτόν τον τρόπο, η ρυτίδωση και τέντωμα μιας μεγάλης επιφάνειας γραφένιου ατομικού πάχους μπορεί να ελεγχθεί απλά με το τέντωμα και την εξάπλωση μιας ταινίας από καουτσούκ, ακόμη και με το χέρι", λέει ο Zhao. Τα αποτελέσματα της μελέτης τους δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature Materials.
"Η μέθοδος μας ανοίγει το δρόμο για μια άνευ προηγουμένου εκμετάλλευση των ιδιοτήτων του τσαλακωμένου γραφένιου και των λειτουργιών του γραφενίου", δήλωσε ο Jianfeng Zang, πρώτος συγγραφέας του άρθρου. "Για παράδειγμα, χάρη σε αυτό το σύστημα μπορούμε να προσαρμόσουμε το graphene ώστε να είναι διαφανές ή αδιαφανές με το συρρίκνωμά του και να το προσαρμόζουμε ξανά τεντώντας", προσθέτει ο Zang.
Από την άλλη πλευρά, οι μηχανικοί του Duke έχουν συνδυάσει το graphene με διαφορετικές μεμβράνες πολυμερούς για να αναπτύξουν ένα υλικό που μπορεί να λειτουργήσει ως τεχνητός μυϊκός ιστός, αναθέτοντας και επεκτείνοντας τη ζήτηση.
Αυτές οι κινήσεις θα μπορούσαν να ελεγχθούν με ηλεκτρισμό. Όταν αυτό εφαρμοζόταν στον μυ του graphene, θα επεκταθεί. Όταν η ηλεκτρική ενέργεια αφαιρεθεί, ο μυς θα χαλαρώσει. Με τη μεταβολή της τάσης, ο βαθμός συστολής ή χαλάρωσης θα μπορούσε επίσης να κατευθυνθεί. "Στην πραγματικότητα, η ρυτίδωση και τέντωμα του γραφένιου θα επέτρεπε μια μεγάλη παραμόρφωση του τεχνητού μυός" εξηγεί ο Zang.
"Οι νέοι τεχνητοί μύες θα είναι χρήσιμοι για ποικίλες τεχνολογίες, από τη ρομποτική έως τη διοχέτευση φαρμάκων ή τη δέσμευση και αποθήκευση ενέργειας", λέει ο Ζάο.
"Ειδικότερα, υπόσχονται να βελτιώσουν σημαντικά την ποιότητα ζωής εκατομμυρίων ατόμων με αναπηρίες, οι οποίοι μπορεί να έχουν συσκευές όπως οι ελαφρές προθέσεις. Ο αντίκτυπος των νέων τεχνητών μυών θα μπορούσε να είναι ανάλογος με αυτόν των πιεζοηλεκτρικών υλικών στην παγκόσμια κοινωνία".
Πηγή:
Ετικέτες:
Σεξουαλικότητα Οικογένεια Γλωσσάριο
Αυτά τα δίκτυα, γνωστά ως γραφένιο, είναι κατασκευασμένα από καθαρό άνθρακα και έχουν την εμφάνιση μεταλλικού υφάσματος, εάν παρατηρούνται κάτω από ένα μεγεθυντικό φακό. Δεδομένων των μοναδικών οπτικών, ηλεκτρικών και μηχανικών ιδιοτήτων του, το graphene χρησιμοποιείται ήδη στην ηλεκτρονική, την αποθήκευση ενέργειας, τα σύνθετα υλικά και τη βιοϊατρική.
Ωστόσο, αυτό το αλλοτρόπιο άνθρακα είναι πολύ δύσκολο να χειριστεί γιατί ευκολοχρεώνει, το οποίο, ανάλογα με τις περιστάσεις, μπορεί να είναι ένα θετικό ή αρνητικό χαρακτηριστικό. Δυστυχώς, μέχρι τώρα οι επιστήμονες δεν μπόρεσαν να ελέγξουν το τσαλακωμένο και τέντωμα μεγάλων επιφανειών γραφενίου, για να επωφεληθούν από όλες τις ιδιότητές τους, αναφέρουν τα Trends 21.
Ο μηχανικός του πανεπιστημίου Duke, Xuanhe Zhao, συγκρίνει αυτή την πτυχή του γραφένιου με τη διαφορά μεταξύ απλού χαρτιού και υγρού χαρτιού σε δηλώσεις που συλλέχθηκαν σε δήλωση του πανεπιστημίου του Duke: "Εάν ένα συνηθισμένο χαρτί είναι τσαλακωμένο, μπορείτε να επιστρέψετε αλλά το graphene είναι περισσότερο σαν υγρός ιστός, είναι πολύ λεπτό και κολλώδες και είναι δύσκολο να αναπτυχθεί μια φορά ζαρωμένο, έχουμε αναπτύξει μια μέθοδο για την επίλυση αυτού του προβλήματος και επομένως τον έλεγχο των ρυτίδων και τέντωμα εκτεταμένων ταινιών γραφής ".
Πώς έγινε αυτό
Αυτό που έκαναν οι μηχανικοί ήταν να προσκολλήσουν το γραφέν σε μια ταινία από καουτσούκ που είχε προηγουμένως τεντωθεί πολλές φορές, από το αρχικό της μέγεθος.
Μόλις επεκταθεί αυτό το τέντωμα, ένα μέρος του γραφένιου διαχωρίστηκε από το καουτσούκ, ενώ ένα άλλο μέρος παρέμεινε προσαρτημένο στο ελαστικό, σχηματίζοντας ένα προσαρτημένο και προσαρτημένο μοτίβο μόνο μερικών νανομέτρων.
Καθώς το ελαστικό επεκτεινόταν, το χωρισμένο γραφένιο συμπιέστηκε σε ρυτίδες. Αλλά όταν η ταινία από καουτσούκ τεντωθεί και πάλι, το συνημμένο γραφέν έσπρωξε το τσακωμένο γραφένιο μέχρι να τεντωθεί. "Με αυτόν τον τρόπο, η ρυτίδωση και τέντωμα μιας μεγάλης επιφάνειας γραφένιου ατομικού πάχους μπορεί να ελεγχθεί απλά με το τέντωμα και την εξάπλωση μιας ταινίας από καουτσούκ, ακόμη και με το χέρι", λέει ο Zhao. Τα αποτελέσματα της μελέτης τους δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature Materials.
"Η μέθοδος μας ανοίγει το δρόμο για μια άνευ προηγουμένου εκμετάλλευση των ιδιοτήτων του τσαλακωμένου γραφένιου και των λειτουργιών του γραφενίου", δήλωσε ο Jianfeng Zang, πρώτος συγγραφέας του άρθρου. "Για παράδειγμα, χάρη σε αυτό το σύστημα μπορούμε να προσαρμόσουμε το graphene ώστε να είναι διαφανές ή αδιαφανές με το συρρίκνωμά του και να το προσαρμόζουμε ξανά τεντώντας", προσθέτει ο Zang.
Μύες που ελέγχονται με ηλεκτρισμό
Από την άλλη πλευρά, οι μηχανικοί του Duke έχουν συνδυάσει το graphene με διαφορετικές μεμβράνες πολυμερούς για να αναπτύξουν ένα υλικό που μπορεί να λειτουργήσει ως τεχνητός μυϊκός ιστός, αναθέτοντας και επεκτείνοντας τη ζήτηση.
Αυτές οι κινήσεις θα μπορούσαν να ελεγχθούν με ηλεκτρισμό. Όταν αυτό εφαρμοζόταν στον μυ του graphene, θα επεκταθεί. Όταν η ηλεκτρική ενέργεια αφαιρεθεί, ο μυς θα χαλαρώσει. Με τη μεταβολή της τάσης, ο βαθμός συστολής ή χαλάρωσης θα μπορούσε επίσης να κατευθυνθεί. "Στην πραγματικότητα, η ρυτίδωση και τέντωμα του γραφένιου θα επέτρεπε μια μεγάλη παραμόρφωση του τεχνητού μυός" εξηγεί ο Zang.
"Οι νέοι τεχνητοί μύες θα είναι χρήσιμοι για ποικίλες τεχνολογίες, από τη ρομποτική έως τη διοχέτευση φαρμάκων ή τη δέσμευση και αποθήκευση ενέργειας", λέει ο Ζάο.
"Ειδικότερα, υπόσχονται να βελτιώσουν σημαντικά την ποιότητα ζωής εκατομμυρίων ατόμων με αναπηρίες, οι οποίοι μπορεί να έχουν συσκευές όπως οι ελαφρές προθέσεις. Ο αντίκτυπος των νέων τεχνητών μυών θα μπορούσε να είναι ανάλογος με αυτόν των πιεζοηλεκτρικών υλικών στην παγκόσμια κοινωνία".
Πηγή:
-porada-eksperta.jpg)
