Kirigami hidrogeli se dvigajo iz celuloznega filma

Kirigami hidrogeli se dvigajo iz celuloznega filma

Časovni žig: 12. april 2024 6

TSUKUBA, Japonska, 12. april 2024 – (ACN Newswire) – Raziskovalci na Tokijski univerzi za kmetijstvo in tehnologijo (TUAT) so razvili nove možnosti za izdelavo fino strukturiranih mehkih, prožnih in razširljivih materialov, imenovanih hidrogeli. Njihovo delo razširja nastajajoče področje "kirigami hidrogelov", v katerih so vzorci izrezani v tanek film, ki mu omogoča, da kasneje nabrekne v kompleksne hidrogelne strukture. Raziskava je objavljena v reviji Science and Technology of Advanced Materials.

Kirigami vzorec hidrogela (zgoraj) in hidrogela, ki je nabreknil iz suhega stanja (spodaj).
Kirigami vzorec hidrogela (zgoraj) in hidrogela, ki je nabreknil iz suhega stanja (spodaj).

Hidrogeli imajo mrežo (hidrofilnih) molekul, ki pritegnejo vodo, kar omogoča, da njihova struktura močno nabrekne, ko je izpostavljena vodi, ki se vključi v molekularno mrežo. Raziskovalca Daisuke Nakagawa in Itsuo Hanasaki sta delala s prvotno suhim filmom, sestavljenim iz nanovlaken celuloze, naravnega materiala, ki tvori večino strukture sten rastlinskih celic.

Uporabili so lasersko obdelavo za rezanje struktur v film, preden so dodali vodo, kar je omogočilo, da film nabrekne. Posebna zasnova vzorca Kirigami deluje tako, da se širina poveča, ko se raztegne v vzdolžni smeri, kar se imenuje auxetic lastnost. Ta auksetična lastnost se pojavi pod pogojem, da se debelina dovolj poveča, ko je prvotni tanek film moker.

»Ker Kirigami dobesedno pomeni rezano oblikovanje papirja, je bil prvotno namenjen strukturam iz tankih listov. Po drugi strani pa se naš dvodimenzionalni avksetični mehanizem manifestira, ko je debelina plošče zadostna, in ta tridimenzionalnost strukture hidrogela se pojavi z nabrekanjem, ko se uporablja. Priročno ga je pred uporabo shraniti v suhem stanju, namesto da ohranimo enako vsebnost vode v hidrogelu.« pravi Hanasaki. "Poleg tega se auksetičnost ohranja med ciklično obremenitvijo, ki povzroči, da adaptivna deformacija hidrogela doseže drugo strukturno stanje. Pomembno bo za oblikovanje inteligentnih materialov.«

Potencialne aplikacije za prilagodljive hidrogele vključujejo mehke komponente robotskih tehnologij, ki jim omogočajo, da se na primer prožno odzivajo pri interakciji s predmeti, s katerimi manipulirajo. Lahko se vključijo tudi v mehka stikala in senzorske komponente. Hidrogele raziskujejo tudi za uporabo v medicini, vključno s tkivnim inženiringom, oblogami za rane, sistemi za dostavo zdravil in materiali, ki se lahko prožno prilagajajo gibanju in rasti. Napredek pri kirigami hidrogelih, ki ga je dosegla skupina TUAT, bistveno razširja možnosti za prihodnje aplikacije hidrogelov.

"Ohranjanje oblikovanih značilnosti ob izkazovanju prilagodljivosti okoljskim razmeram je koristno za razvoj večfunkcionalnosti," zaključuje Hanasaki.

Nadaljne informacije
Itsuo Hanasaki
Tokijska univerza za kmetijstvo in tehnologijo
E-pošta: hanasaki@cc.tuat.ac.jp

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

O znanosti in tehnologiji naprednih materialov (STAM)

Revija STAM z odprtim dostopom objavlja izjemne raziskovalne članke o vseh vidikih znanosti o materialih, vključno s funkcionalnimi in strukturnimi materiali, teoretičnimi analizami in lastnostmi materialov. https://www.tandfonline.com/STAM 

Dr Yasufumi Nakamichi
Direktor založništva STAM
e-naslov: NAKAMICHI.Yasufumi@nims.go.jp 

Sporočilo za javnost, ki ga distribuira Asia Research News za znanost in tehnologijo naprednih materialov.


Tema: Povzetek sporočila za javnost


vir: Znanost in tehnologija naprednih materialov
sektorji: Kemikalije, Spec.Chem, Znanost in nanotehnologija

https://www.acnnewswire.com

Iz Azije Corporate News Network

Copyright © 2024 ACN Newswire. Vse pravice pridržane. Podružnica Asia Corporate News Network.

Časovni žig:

Več od ACN Newswire