Kirigami hüdrogeelid kerkivad tsellulooskilest

TSUKUBA, Jaapan, 12. aprill 2024 – (ACN Newswire) – Tokyo Põllumajandus- ja Tehnoloogiaülikooli (TUAT) teadlased on välja töötanud uued võimalused peene struktuuriga pehmete, painduvate ja paisuvate materjalide valmistamiseks, mida nimetatakse hüdrogeelideks. Nende töö laiendab "kirigami hüdrogeelide" tekkivat valdkonda, milles mustrid lõigatakse õhukeseks kileks, võimaldades sellel hiljem keerukateks hüdrogeelistruktuurideks paisuda. Uuring avaldatakse ajakirjas Science and Technology of Advanced Materials.

Hüdrogeelidel on vett ligitõmbavate (hüdrofiilsete) molekulide võrgustik, mis võimaldab nende struktuuril oluliselt paisuda, kui nad puutuvad kokku veega, mis liidetakse molekulaarvõrku. Teadlased Daisuke Nakagawa ja Itsuo Hanasaki töötasid algselt kuiva kilega, mis koosnes tselluloosi nanokiududest – looduslikust materjalist, mis moodustab suure osa taimeraku seinte struktuurist.

Nad kasutasid lasertöötlust, et lõigata kile struktuurid enne vee lisamist, mis võimaldas kilel paisuda. Kirigami mustri konkreetne disain toimib nii, et laius pikisuunas venitamisel suureneb, mida nimetatakse aukseetiliseks omaduseks. See aukseetiline omadus ilmneb tingimusel, et paksus kasvab piisavalt, kui algne õhuke kile on märg.

«Kuna Kirigami tähendab otsetõlkes paberite lõikekujundust, oli see algselt mõeldud õhukeste lehtstruktuuride jaoks. Teisest küljest ilmneb meie kahemõõtmeline aukseetiline mehhanism siis, kui lehe paksus on piisav, ja hüdrogeeli struktuuri kolmemõõtmelisus ilmneb selle kasutamisel paisumise tõttu. Enne kasutamist on mugav hoida seda kuivas olekus, mitte hoida hüdrogeelil sama veesisaldust. ütleb Hanasaki. "Lisaks säilib aukseetilisus tsüklilise koormuse ajal, mis põhjustab hüdrogeeli adaptiivse deformatsiooni jõudmist teise struktuurse olekusse. See on oluline intelligentsete materjalide kujundamisel.

Adaptiivsete hüdrogeelide potentsiaalsed rakendused hõlmavad robottehnoloogiate pehmeid komponente, mis võimaldavad neil paindlikult reageerida, kui nad suhtlevad näiteks objektidega, mida nad manipuleerivad. Neid võib lisada ka pehmetesse lülititesse ja andurikomponentidesse. Hüdrogeele uuritakse ka meditsiiniliste rakenduste jaoks, sealhulgas koetehnoloogia, haavasidemete, ravimite manustamissüsteemide ja materjalide jaoks, mis suudavad paindlikult kohaneda liikumise ja kasvuga. TUATi meeskonna edusammud kirigami hüdrogeelide vallas laiendavad märkimisväärselt tulevaste hüdrogeelirakenduste võimalusi.

"Multifunktsionaalsuse arendamiseks on kasulik säilitada kavandatud omadused, näidates samal ajal kohanemisvõimet keskkonnatingimustega, " järeldab Hanasaki.

Lisateavet
Itsuo Hanasaki
Tokyo põllumajanduse ja tehnoloogia ülikool
E-post: hanasaki@cc.tuat.ac.jp

Paber: https://doi.org/10.1080/14686996.2024.2331959

Teave täiustatud materjalide teaduse ja tehnoloogia kohta (STAM)

Avatud juurdepääsuga ajakiri STAM avaldab silmapaistvaid uurimisartikleid materjaliteaduse kõigi aspektide kohta, sealhulgas funktsionaalseid ja struktuurseid materjale, teoreetilisi analüüse ja materjalide omadusi. https://www.tandfonline.com/STAM 

Dr Yasufumi Nakamichi
STAM-i kirjastuse direktor
E-mail: NAKAMICHI.Yasufumi@nims.go.jp 

Pressiteade, mida levitab Asia Research News arenenud materjalide teaduse ja tehnoloogia jaoks.

Teema: pressiteate kokkuvõte

Allikas: Täiustatud materjalide teadus ja tehnoloogia
Sektorid: Chemicals, Spec.Chem, Teadus ja nanotehnoloogia

https://www.acnnewswire.com

Asia Corporate News Networkist

Autoriõigus © 2024 ACN Newswire. Kõik õigused kaitstud. Aasia ettevõtteuudiste võrgustiku osakond.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/90245/