211service.com
Pārveidojošie materiāli iegūst jaunas formas
Pētnieki, kuri izstrādāja pašsavienojošas šuves, kas maina formu, pakļaujoties gaismai, tagad ir izveidojuši morfējošas struktūras, kas var iegūt trīs secīgas formas, reaģējot uz temperatūras izmaiņām. Formu mainošos polimērus galu galā varētu izmantot kā noņemamus stentus un pašaizverošus stiprinājumus, ko izmanto sarežģītu detaļu montāžā.
Konstrukcijas ir izgatavotas no formas atmiņu polimēriem, materiālu klases, kas mainās no vienas iepriekš iestatītas formas uz citu, reaģējot uz jauniem apstākļiem, piemēram, paaugstinātu karstumu. Dažu pēdējo gadu laikā dažādas pētniecības grupas ir radījušas polimērus, kas reaģē uz gaismu vai magnētisko lauku. Bet tagad pētnieki no MIT un GKSS pētniecības centra Teltovā, Vācijā, ir pievienojuši iespēju pārveidot polimērus trešajā formā. Šī ir pirmā reize, kad jūs varat padarīt materiālu no formas A līdz B līdz C, saka Roberts Langers, MIT ķīmijas inženierijas profesors un viens no pētniekiem.
Multivide
VIDEO: skatiet materiāla morfu
Iekš Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) šonedēļ pētnieki apraksta divas prototipu struktūras, kurās tiek izmantoti jaunie materiāli. Pirmajā prototipā saplacināta plastmasas caurule pēc karsēšanas izplešas, veidojot atvērtu cauruli, kas saglabā šo formu arī pēc atdzesēšanas. Sildot līdz vēl augstākai temperatūrai, caurule saraujas diametrā. Iespējamais pielietojums: stents, ko var atvērt, kad tas ir ievietots pacienta ķermenī, piemēram, artērijā, un pēc tam, kad stents ir pildījis savu mērķi, to atkal uzsildīt, lai tas būtu pietiekami mazs, lai to noņemtu.
Otrs prototips izvēršas un pēc tam izstiepj divas rokas, lai nostiprinātos vietā (skatiet procesa video šeit). Šis dizains varētu būt noderīgs montāžas līnijās, lai savienotu kopā grūti sasniedzamas detaļas, saka Andreass Lendleins , GKSS pētniecības centra Polimēru pētniecības institūta vadītājs un viens no PNAS darba autoriem.
Lendleins saka, ka jauno struktūru atslēga bija divu veidu polimēru izstrāde, kuriem ir atšķirīgi kušanas punkti. Istabas temperatūrā materiāls saglabā savu pirmo formu. Bet, karsējot virs noteiktas temperatūras, vietas visā materiālā mīkstina, ļaujot tam mainīties uz starpposma formu. Vēl augstākā pārejas temperatūrā pārējais materiāls mīkstina, ļaujot struktūrai iegūt galīgo formu.
Lai gan pētnieki izstrādāja polimērus īpaši šim projektam, Lendlein saka, ka rezultāti parāda vispārēju principu, kas varētu darboties ar dažādiem polimēriem. Patiešām, viņš saka, ka konkrētiem lietojumiem pētniekiem, iespējams, būs jāmaina materiāli, lai tie būtu saderīgi lietošanai organismā un samazinātu ražošanas izmaksas. Lendleins strādā ar mNezinātne , kas atrodas Āhenē, Vācijā, MIT un RWTH Āhenes Universitātes atdalīts uzņēmums, lai komercializētu jauno tehnoloģiju.
Ričards Vaia, pētnieks Gaisa spēku pētniecības laboratorijas , teikts, ka darbs ir daļa no tendences formas atmiņas izpētē, lai izstrādātu sarežģītākus, augstākas veiktspējas materiālus. Lai gan sākotnējie pielietojumi, piemēram, saraušanās apvalks, bija vienkārši, pētnieki izmanto nanodaļiņas, lai palielinātu spēku, ko materiāli var pielietot, mainot formu, un viņi izstrādā jaunus veidus, kā izraisīt izmaiņas, saka Vaia. Vēl viens nozīmīgs mērķis būtu ne tikai Lendlein daudzveidīgo materiālu, bet arī tādi, kas var mainīt formu atgriezeniski, atgriežoties pie sākotnējās formas lietojumiem, kuriem nepieciešamas atkārtotas kustības.