Érintésre változtat alakot egy újfajta polimer

Az anyag nyújtás hatására alakot vált, azonban a test hője is elegendő ahhoz, hogy visszanyerje eredeti formáját, miközben jelentős mennyiségű energiát szabadít fel.

Érintésre változtat alakot egy újfajta polimer

A polimerek körében nem számít ritkaságnak, hogy ezek a hőmérséklet változásának hatására alakot váltanak. A Rochesteri Egyetem kutatói azonban nemrégiben egy olyan anyagot fejlesztettek ki, amely a test melegétől is alakot tud váltani, ráadásul saját tömegének ezerszeresét is elbírja. Mitch Anthamatten és kollégáinak új emlékező polimere tetszés szerint nyújtható, és megnyújtás után úgy is marad. Ha azonban minimális hőhatás éri, például a test melegével érintkezik, pillanatok alatt visszanyeri eredeti alakját.

Az anyag átmeneti alakváltása a kristályosodás eredménye. A videón látható szalagban nyújtás vagy hűtés hatására a polimer láncok lokálisan megnyúlnak, és kis területeken párhuzamosan egymás mellé rendeződnek, apró kristályos részeket alkotva, amelyek megnyúlt formában rögzítik az anyagot. Ahogy egyre több ilyen rész jön létre, a polimer szerkezete egyre stabilabb lesz, és egyre nagyobb energiák kellenek ahhoz, hogy visszanyerje eredeti, „állandó” alakját.

Az anyag hőmérsékleti „hangolását” a polimer láncok közti kapcsolódások számának változtatásával lehet megoldani. Ezek a kapcsolatok mérséklik a nyújtás hatására fellépő kristályosodás mértékét, hiszen korlátozzák a láncok átrendeződési képességét, de nem akadályozzák meg teljesen a folyamatot, ugyanakkor segítenek abban, hogy az anyag minél gyorsabban visszanyerje eredeti formáját. Anthamatten kutatócsoportja ezen kapcsolódások számának és eloszlásának változtatásával kísérletezett, míg végeredményül egy olyan anyagot kaptak, amely megnyújtva is nagyon stabil, ugyanakkor precízen meghatározott az a hőmérséklet, amely mellett visszaalakul eredeti formájára.

A felvételeken bemutatott polimerben 35 °C körül lebomlanak a kristályok, és az anyag visszanyeri nyújtás előtti alakját. Gyakorlatilag olyan, mint egy befőttes gumi, amelyik nyújtás után úgy marad, azonban egyetlen érintés elég hozzá, hogy újra összehúzódjon, magyarázza Anthamatten.

Az anyag a precíz hőmérsékleti kapcsolón túl más előnyös tulajdonságokkal is rendelkezik. A szakértők úgy optimalizálták szerkezetét, hogy a polimer hálózat a lehető legnagyobb mennyiségű rugalmas energiát tudja tárolni a nyújtás után, így a szalag komoly munkát képes elvégezni, miközben felveszi eredeti alakját. Ez konkrétan azt jelenti, hogy polimer saját tömegének ezerszeresét is képes megemelni minimális melegítés hatására.

A fejlesztés a szakértők szerint számos területen alkalmazható lehet az orvostudománytól a robotikáig, hiszen felhasználásával többek közt különleges varratok, a testhő által aktivált gyógyszeradagolók vagy éppen újfajta robotikus izmok hozhatók létre.

Sorozatfelvétel arról, ahogy a polimer egy darabkája visszanyeri eredeti alakját

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward