شکل مواد را بر اساس مواد معدنی تغییر دهید


اعتبار: دامنه عمومی CC0

تیمی با هدایت دانشمندان از مرکز علوم مواد اضطراری RIKEN با قرار دادن ورق های پایه تیتانیوم در آب ، ماده ای را با استفاده از مواد غیر آلی ایجاد کرده است که با تغییر دما می تواند از یک ژل سخت به ماده نرم تبدیل شود.

داستان علمی اغلب شامل اشکال حیاتی غیرآلی است ، اما در واقعیت موجودات زنده و دستگاههایی که به محرکهایی مانند تغییرات دما پاسخ می دهند تقریباً همیشه بر پایه مواد آلی بنا شده اند و بنابراین تحقیقات در زمینه “مواد سازگار” تقریباً منحصراً بر روی مواد آلی متمرکز است. با این حال ، استفاده از مواد غیر آلی مانند فلزات ، از جمله خواص مکانیکی بالقوه بهتر ، مزایایی دارد.

با این اوصاف ، گروه تحت هدایت RIKEN تصمیم گرفتند سعی کنند رفتارهای هیدروژلهای آلی ، اما با استفاده از مواد غیر آلی را از نو بسازند. الهام بخشیدن به این ماده از موجودی آب به نام خیار دریایی حاصل می شود. خیار دریایی حیوانات جذابی است که با ستاره دریایی مرتبط است (اما نه خیار!) – که توانایی تبدیل پوست خود از یک لایه سخت به ژله را دارد و به آنها امکان می دهد اندام های داخلی خود را بریزند – که در نهایت رشد می کنند – فرار از شکارچیان. در مورد خیارهای دریایی ، مواد شیمیایی آزاد شده توسط سیستم عصبی آنها باعث تغییر در پیکربندی داربست پروتئینی شده و باعث ایجاد تغییر می شود.

برای انجام این کار ، محققان آزمایش ترتیب صفحات نانو – در این مورد ورقه های نازک اکسید تیتانیوم – در آب را انجام دادند ، که این صفحات نانو 14 درصد و آب 86 درصد وزن است.

طبق گفته كوكی سانو از RIKEN CEMS ، اولین نویسنده مقاله ، “كلید اینكه ماده هیدروژل نرم باشد یا ژل سخت تر ، تعادل بین نیروهای جذاب و دافعه در بین نانولن ها است. اگر نیروهای دافعه تسلط داشته باشند ، نرم تر است ، اما اگر موارد جذاب قوی باشند ، ورق ها در یک شبکه سه بعدی قفل می شوند و می توان آن را به یک ژل سخت تر مرتب کرد. با کمک دافعه الکترواستاتیک تنظیم شده ، ما سعی کردیم ژلی بسازیم که خواص آن بسته به دما تغییر کند “

سرانجام ، گروه توانست این کار را انجام دهد که مواد از حالت نرمتر ، تحت سلطه دافعه ، به حالت دشوارتر ، تحت تأثیر جاذبه ، در دمای حدود 55 درجه تغییر کرده است. آنها همچنین دریافتند که می توانند این فرآیند را بارها و بار دیگر و بدون زوال قابل توجهی تکرار کنند. وی ادامه داد: “آنچه جذاب بود ، این است که این روند انتقال فقط در دو ثانیه به پایان می رسد ، هرچند که به یک بازآرایی اساسی نیاز دارد. این انتقال با یک تغییر 23 برابری در کشش مکانیکی ژل همراه است ، یادآور خیارهای دریایی. “

برای استفاده بیشتر از مواد ، آنها آن را با نانوذرات طلا لمس کردند که می تواند نور را به گرما تبدیل کند و به آنها اجازه می دهد تا نور لیزر را برای گرم کردن و تغییر ساختار آن روشن کنند.

به گفته یاسوهیرو ایشیدا از RIKEN CEMS ، یکی از نویسندگان مقاله ، “این یک کار واقعا هیجان انگیز است زیرا به طور قابل توجهی دامنه ماده قابل استفاده در مواد سازگار نسل بعدی را باز می کند و حتی می تواند به ما شکل دهد. زندگی غیرآلی ”


مواد دافعه: خواص جدید هیدروژل تحت سلطه دافعه الکترواستاتیک


اطلاعات بیشتر:
کوکی سانو و همکاران هیدروژل مکانیکی قابل انعطاف با مش قابل تنظیم که کاملاً از ورقه های نانوآلی و آب تشکیل شده است ، ارتباطات طبیعت (2020) DOI: 10.1038 / s41467-020-19905-4

نقل قول: شکل مواد متحرک مبتنی بر مواد غیر آلی (2020 ، 30 نوامبر) ، استخراج شده در 30 نوامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-11-shapeshifting-material-base-inorganic. html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.




منبع: moshaverh-news.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*