Hidrogel Kirigami muncul dari film selulosa

Hidrogel Kirigami muncul dari film selulosa

Stempel Waktu: 12 April 2024 6:00

TSUKUBA, Jepang, 12 April 2024 – (ACN Newswire) – Pilihan baru untuk membuat bahan berstruktur halus, lembut, fleksibel, dan dapat diperluas yang disebut hidrogel telah dikembangkan oleh para peneliti di Universitas Pertanian dan Teknologi Tokyo (TUAT). Pekerjaan mereka memperluas bidang 'hidrogel kirigami' yang muncul, di mana pola dipotong menjadi lapisan tipis yang kemudian memungkinkannya membengkak menjadi struktur hidrogel yang kompleks. Penelitian ini dipublikasikan di jurnal Science and Technology of Advanced Materials.

Pola hidrogel Kirigami (atas) dan hidrogel yang membengkak dari keadaan kering (bawah).
Pola hidrogel Kirigami (atas) dan hidrogel yang membengkak dari keadaan kering (bawah).

Hidrogel mempunyai jaringan molekul penarik air (hidrofilik), yang memungkinkan strukturnya membengkak secara substansial ketika terkena air sehingga tergabung dalam jaringan molekul. Peneliti Daisuke Nakagawa dan Itsuo Hanasaki bekerja dengan film kering yang awalnya terdiri dari serat nano selulosa, bahan alami yang membentuk sebagian besar struktur dinding sel tumbuhan.

Mereka menggunakan pemrosesan laser untuk memotong struktur ke dalam film sebelum air ditambahkan sehingga film dapat membengkak. Desain khusus pola Kirigami bekerja sedemikian rupa sehingga lebarnya bertambah ketika diregangkan dalam arah memanjang, yang disebut properti auxetic. Sifat tambahan ini muncul dengan syarat bahwa ketebalannya bertambah cukup ketika film tipis aslinya basah.

“Karena Kirigami secara harfiah berarti desain potongan kertas, awalnya ditujukan untuk struktur lembaran tipis. Di sisi lain, mekanisme tambahan dua dimensi kami terwujud ketika ketebalan lembaran mencukupi, dan struktur hidrogel tiga dimensi ini muncul melalui pembengkakan saat digunakan. Lebih mudah menyimpannya dalam keadaan kering sebelum digunakan, daripada menjaga tingkat kandungan air hidrogel tetap sama.” kata Hanasaki. “Selanjutnya, auxeticity dipertahankan selama pembebanan siklik yang menyebabkan deformasi adaptif hidrogel mencapai keadaan struktural lain. Ini penting untuk desain material cerdas.”

Aplikasi potensial untuk hidrogel adaptif mencakup komponen lunak dari teknologi robotik, yang memungkinkan mereka merespons secara fleksibel ketika berinteraksi dengan objek yang mereka manipulasi, misalnya. Mereka mungkin juga dimasukkan ke dalam soft switch dan komponen sensor. Hidrogel juga sedang dieksplorasi untuk aplikasi medis, termasuk rekayasa jaringan, pembalut luka, sistem penghantaran obat, dan bahan yang dapat beradaptasi secara fleksibel terhadap pergerakan dan pertumbuhan. Kemajuan dalam hidrogel kirigami yang dicapai oleh tim TUAT secara signifikan memperluas pilihan untuk aplikasi hidrogel di masa depan.

“Mempertahankan karakteristik yang dirancang sekaligus menunjukkan adaptasi terhadap kondisi lingkungan merupakan hal yang menguntungkan bagi pengembangan multifungsi,” Hanasaki menyimpulkan.

Informasi lebih lanjut
Ituo Hanasaki
Universitas Pertanian dan Teknologi Tokyo
Email: hanasaki@cc.tuat.ac.jp

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

Tentang Sains dan Teknologi Bahan Maju (STAM)

Jurnal akses terbuka STAM menerbitkan artikel penelitian luar biasa di semua aspek ilmu material, termasuk material fungsional dan struktural, analisis teoretis, dan properti material. https://www.tandfonline.com/STAM 

Dr Yasufumi Nakamichi
Direktur Penerbitan STAM
Email: NAKAMICHI.Yasufumi@nims.go.jp 

Siaran pers didistribusikan oleh Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.


Topik: Ringkasan siaran pers


Sumber: Ilmu dan Teknologi Material Maju
Sektor: Bahan Kimia, Spec.Chem, Sains & Nanoteknologi

https://www.acnnewswire.com

Dari Jaringan Berita Korporat Asia

Hak Cipta © 2024 ACN Newswire. Seluruh hak cipta. Sebuah divisi dari Asia Corporate News Network.

Stempel Waktu:

Lebih dari Kawat Berita ACN