नया इलास्टोमेर इसके आकार के 100x तक फैला है और क्षति से उबरता है

स्टैनफोर्ड केमिस्टों ने एक ऐसी सामग्री विकसित की है जो अपने मूल आकार से 100 गुना फैला है और फिर बिना गुणों को खोए वापस सिकुड़ जाती है। यह एक विद्युत क्षेत्र पर भी प्रतिक्रिया करता है और क्षति से उबरता है।

नए इलास्टोमेर के अद्वितीय गुण रोबोटिक्स और चिकित्सा सहित उद्योग के विभिन्न क्षेत्रों में इसके उपयोग के लिए जबरदस्त अवसर प्रदान करते हैं, उदाहरण के लिए, कृत्रिम त्वचा और कृत्रिम मांसपेशियों के लिए एक आधार के रूप में।

कृत्रिम मांसपेशियों का उपयोग अब उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और रोबोटिक्स में किया जा सकता है, लेकिन मामूली दोष और क्षति नाटकीय रूप से सामग्री की लोच को कम करती है। मौजूदा इलास्टोमर्स आमतौर पर सिर्फ दो से तीन बार खिंचते हैं। इसके अलावा, वे बाहरी हस्तक्षेप (जैसे हीटिंग) के बिना पंचर या खरोंच से उबर नहीं सकते हैं। स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी में केमिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर झेंग बाओ का कहना है कि नया इलास्टोमेर इन सभी कमियों से मुक्त है ।



आविष्कारक बताते हैं कि बहुलक इतनी अविश्वसनीय दूरी तक क्यों सक्षम है। स्व-उपचार की तरह, इस संपत्ति को क्रॉस-लिंकिंग के गठन में एक कार्डिनल सुधार द्वारा समझाया गया है - बहुलक अणुओं के बीच विशेष रासायनिक बंधन। इस प्रक्रिया के दौरान, अणुओं की रैखिक श्रृंखला मछली पकड़ने के जाल के समान शुद्ध संरचना में जुड़ी होती है।

सामग्री के गुणों में सुधार करने के लिए, वैज्ञानिकों ने पहले विशेष कार्बनिक अणुओं को डिज़ाइन किया, जो कि उनके अनुप्रस्थ बंधन में पॉलिमर की छोटी किस्में संलग्न करते हैं, जिससे लिगेंड नामक संरचनाएं बनती हैं। ये लिगेंड तब लंबे समय तक बहुलक श्रृंखला बनाने के लिए गठबंधन करते हैं, जैसे वसंत कुंडल उनके अंतर्निहित विस्तार के साथ।

फिर धातु आयनों को सामग्री में जोड़ा जाता है, जो रासायनिक रूप से लिगेंड से बंधे होते हैं। नतीजतन, जब परिणामस्वरूप सामग्री को बढ़ाया जाता है, तो संरचना में नोड्स कमजोर हो जाते हैं - और लिगेंड को एक दूसरे से अलग करने की अनुमति देते हैं। यदि तनाव दूर हो जाता है, तो धातु आयनों और लिगेंड्स की निकटता फिर से ग्रिड को एक साथ खींचती है। प्रत्येक धातु आयन कम से कम दो लिगेंड के लिए बाध्य है, और यहां तक ​​कि अगर बंधन में से एक तनाव या क्षति के कारण खो गया है, तो यह इस बंधन को बहाल कर सकता है यदि यह लिगैंड के काफी करीब है।



सामग्री की रासायनिक संरचना बताती है कि यह क्षति के बाद स्वतंत्र रूप से आकार को क्यों बहाल करता है। -20 डिग्री सेल्सियस और इससे ऊपर के तापमान पर स्व-चिकित्सा होती है, विशेष हीटिंग की आवश्यकता नहीं होती है।



इलास्टोमेर के भौतिक गुण - इसकी एक्स्टेंसिबिलिटी या हीलिंग रेट - ऑर्गेनिक्स में जोड़े गए धातु आयनों की मात्रा और प्रकार को बदलकर विविध हो सकते हैं। धातु के लिए धन्यवाद, बहुलक एक विद्युत क्षेत्र पर भी प्रतिक्रिया करता है, अर्थात, ऐसी कृत्रिम मांसपेशियों को कंप्यूटर से इलेक्ट्रॉनिक दालों द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है।



सामग्री कृत्रिम चमड़े बनाने के लिए महान है जिसे खोए हुए अंगों वाले लोगों के कृत्रिम अंग पर खींचा जा सकता है। बेशक, स्व-चिकित्सा इलास्टोमेर पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स, स्मार्टफोन, चिकित्सा उपकरणों, प्रत्यारोपण आदि के मामलों और कवर को कवर करने के लिए उपयुक्त है,

झेंग बाओ और सहकर्मियों द्वारा वैज्ञानिक कार्य नेचर केमिस्ट्री (Doi: 10.1038 / ncc.2492, pdf ) पत्रिका में प्रकाशित हुआ है ।

Source: https://habr.com/ru/post/hi393387/