Гідрогелі Кірігамі піднімаються з целюлозної плівки

ЦУКУБА, Японія, 12 квітня 2024 р. – (ACN Newswire) – Дослідники з Токійського університету сільського господарства і технологій (TUAT) розробили нові варіанти виготовлення тонко структурованих м’яких, гнучких і розширюваних матеріалів, які називаються гідрогелями. Їхня робота розширює нове поле «гідрогелів кірігамі», в яких візерунки розрізаються на тонку плівку, що дозволяє їй пізніше набухати в складні гідрогелеві структури. Дослідження опубліковано в журналі Science and Technology of Advanced Materials.

Гідрогелі мають мережу притягуючих воду (гідрофільних) молекул, що дозволяє їхній структурі суттєво набухати під впливом води, яка стає частиною молекулярної мережі. Дослідники Дайсуке Накагава та Іцуо Ханасакі працювали з спочатку сухою плівкою, що складається з нановолокон целюлози, природного матеріалу, який утворює більшу частину структури клітинних стінок рослин.

Вони використовували лазерну обробку для вирізання структур у плівці перед додаванням води, що дозволило плівці набухнути. Конкретний дизайн візерунка Кірігамі працює таким чином, що ширина збільшується при розтягуванні в поздовжньому напрямку, що називається ауксетичною властивістю. Ця ауксетична властивість виникає за умови, що товщина зростає достатньо, коли початкова тонка плівка волога.

«Оскільки кірігамі буквально означає вирізаний дизайн паперу, спочатку він був призначений для тонких аркушів. З іншого боку, наш двовимірний ауксетичний механізм проявляється, коли товщина листа достатня, і ця тривимірність гідрогелевої структури виникає через набухання під час його використання. Перед використанням його зручно зберігати в сухому стані, ніж підтримувати той самий рівень вмісту води в гідрогелі». каже Ханасакі. «Крім того, ауксетичність зберігається під час циклічного навантаження, яке змушує адаптивну деформацію гідрогелю досягати іншого структурного стану. Це буде важливо для розробки інтелектуальних матеріалів».

Потенційні застосування адаптивних гідрогелів включають, наприклад, м’які компоненти роботизованих технологій, що дозволяє їм гнучко реагувати на взаємодію з об’єктами, якими вони маніпулюють. Вони також можуть бути включені в програмні перемикачі та компоненти датчиків. Гідрогелі також досліджуються для медичних застосувань, включаючи тканинну інженерію, ранові пов’язки, системи доставки ліків і матеріали, які можуть гнучко адаптуватися до руху та росту. Прогрес у гідрогелях кірігамі, досягнутий командою TUAT, значно розширює можливості для майбутніх застосувань гідрогелю.

«Збереження розроблених характеристик, демонструючи адаптивність до умов навколишнього середовища, є перевагою для розвитку багатофункціональності», — підсумовує Ханасакі.

Додаткова інформація
Іцуо Ханасакі
Токійський університет сільського господарства та технологій
Електронна адреса: hanasaki@cc.tuat.ac.jp

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

Про науку та технологію передових матеріалів (STAM)

Журнал відкритого доступу STAM публікує видатні наукові статті з усіх аспектів матеріалознавства, включаючи функціональні та структурні матеріали, теоретичний аналіз та властивості матеріалів. https://www.tandfonline.com/STAM 

Доктор Ясуфумі Накамічі
Директор видавництва STAM
Ел. пошта: NAKAMICHI.Yasufumi@nims.go.jp 

Прес-реліз розповсюджений Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.

Тема: Підсумок прес-релізу

джерело: Наука і технологія перспективних матеріалів
Сектори: хімічних речовин, спец.хім, Наука та нанотехнології

https://www.acnnewswire.com

Від Азійської корпоративної мережі новин

Авторське право © 2024 ACN Newswire. Всі права захищені. Підрозділ Азійської корпоративної мережі новин.

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
• джерело: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/90245/