A kirigami hidrogélek cellulózfilmből emelkednek ki

TSUKUBA, Japán, 12. április 2024. – (ACN Newswire) – Új lehetőségeket dolgoztak ki a finom szerkezetű lágy, rugalmas és expandálható anyagok, úgynevezett hidrogélek előállítására a Tokiói Mezőgazdasági és Technológiai Egyetem (TUAT) kutatói. Munkájuk kiterjeszti a „kirigami hidrogélek” feltörekvő területét, amelyben a mintákat vékony filmbe vágják, lehetővé téve, hogy később összetett hidrogél szerkezetekké duzzadjon. A kutatás a Science and Technology of Advanced Materials folyóiratban jelent meg.

A hidrogélek vízvonzó (hidrofil) molekulákból álló hálózattal rendelkeznek, ami lehetővé teszi, hogy szerkezetük jelentősen megduzzadjon, ha víznek vannak kitéve, amely beépül a molekuláris hálózatba. Daisuke Nakagawa és Itsuo Hanasaki kutatók egy kezdetben száraz, cellulóz nanoszálakból álló filmmel dolgoztak, amely a növényi sejtfalak szerkezetének nagy részét alkotó természetes anyag.

Lézeres feldolgozást alkalmaztak a struktúrák bevágására a filmbe, mielőtt vizet adtak hozzá, lehetővé téve a film megduzzadását. A Kirigami minta sajátos kialakítása úgy működik, hogy a szélessége megnő, ha hosszanti irányban nyújtjuk, amit auxetikus tulajdonságnak nevezünk. Ez az auxetikus tulajdonság akkor jelentkezik, ha a vastagság kellőképpen megnő, ha az eredeti vékony film nedves.

„Mivel a Kirigami szó szerint a papírok vágott kialakítását jelenti, eredetileg vékony lemezszerkezetekhez készült. Másrészt a kétdimenziós auxetikus mechanizmusunk akkor nyilvánul meg, ha a lemez vastagsága elegendő, és a hidrogél szerkezetének ez a háromdimenziós duzzadása használat közben jön létre. Használat előtt célszerű száraz állapotban tárolni, nem pedig a hidrogél azonos víztartalmát. mondja Hanasaki. „Továbbá az auxeticitás megmarad a ciklikus terhelés során, amely a hidrogél adaptív deformációját egy másik szerkezeti állapotba hozza. Fontos lesz az intelligens anyagok tervezése szempontjából.”

Az adaptív hidrogélek lehetséges alkalmazásai közé tartoznak a robottechnológiák lágy összetevői, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy rugalmasan reagáljanak, amikor például manipulált tárgyakkal lépnek kapcsolatba. Beépíthetők lágykapcsolókba és érzékelőelemekbe is. A hidrogéleket orvosi alkalmazásokhoz is kutatják, beleértve a szövettervezést, a sebkötözőket, a gyógyszeradagoló rendszereket és az olyan anyagokat, amelyek rugalmasan alkalmazkodnak a mozgáshoz és a növekedéshez. A kirigami hidrogélek terén a TUAT csapata által elért előrelépés jelentősen kiterjeszti a jövőbeni hidrogél alkalmazások lehetőségeit.

„A tervezett jellemzők megtartása a környezeti feltételekhez való alkalmazkodás mellett előnyös a multifunkcionalitás fejlesztése szempontjából” – összegzi Hanasaki.

További információ
Itsuo Hanasaki
Tokiói Mezőgazdasági és Technológiai Egyetem
E-mail: hanasaki@cc.tuat.ac.jp

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

A fejlett anyagok tudományáról és technológiájáról (STAM)

A STAM nyílt hozzáférésű folyóirat kiemelkedő kutatási cikkeket közöl az anyagtudomány minden területéről, beleértve a funkcionális és szerkezeti anyagokat, az elméleti elemzéseket és az anyagok tulajdonságait. https://www.tandfonline.com/STAM 

Dr. Yasufumi Nakamichi
A STAM kiadó igazgatója
E-mail: NAKAMICHI.Yasufumi@nims.go.jp 

Az Asia Research News által terjesztett sajtóközlemény a fejlett anyagok tudományos és technológiái számára.

Téma: Sajtóközlemény összefoglaló

Forrás: A fejlett anyagok tudománya és technológiája
Ágazatok: Chemicals, Spec.Chem, Tudomány és nanotech

https://www.acnnewswire.com

Az Asia Corporate News Network-től

Szerzői jog © 2024 ACN Newswire. Minden jog fenntartva. Az Asia Corporate News Network részlege.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
• PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/90245/