Российская Информационная Сеть
English   Контакты
Политика  Общество  Экономика  Деловые  Наука  Hi-Tech  Культура  Шоу-бизнес  Спорт  Происшествия  Криминал  Скандалы  Пикантные  Зарубежные  ИноСМИ
ТОП-дайджест  Хроника  Эксклюзив  Фоторепортажи  Личное мнение  Погода  Комментарии  Поиск  RSS  Интернет-радио  
 Топ 20 сегодня Топ 20 сегодня 
Канье Уэста не пригласили на инаугурацию ТрампаКанье Уэста не пригласили на инаугурацию Трампа
В Турции полиция арестовала террориста, который напал на ночной клубВ Турции полиция арестовала террориста, который напал на ночной клуб
далее топ дня...
 Фотожурнал: фото-топ за месяц, галерея всех фото Фотожурнал 
 Новости партнеров
 Топ новости разделов сегодня Топ новости разделов 
Канье Уэста не пригласили на инаугурацию ТрампаКанье Уэста не пригласили на инаугурацию Трампа
В Китае запретили добычу коралловВ Китае запретили добычу кораллов
Петербург остался без грифоновПетербург остался без грифонов
НАСА: Мы не готовы к столкновению астероида с ЗемлейНАСА: Мы не готовы к столкновению астероида с Землей
Компания Nintendo выпустила новую игровую консольКомпания Nintendo выпустила новую игровую консоль
Сегодня в Киргизии общенациональный траурСегодня в Киргизии общенациональный траур
В Турции полиция арестовала террориста, который напал на ночной клубВ Турции полиция арестовала террориста, который напал на ночной клуб
Трамп использует Тайвань в качестве разменной монеты с КитаемТрамп использует Тайвань в качестве разменной монеты с Китаем
Дружба с экс-возлюбленными вызывает психические расстройстваДружба с экс-возлюбленными вызывает психические расстройства
Рок-группа U2 решила отложить выпуск своего нового альбомаРок-группа U2 решила отложить выпуск своего нового альбома
далее...
 Личное мнение Личное мнение 

 Новости о знаменитостях Знаменитости 
Новость: 16 июля 18:18: ЧП в московском метро: погибло 19 человекЧП в московском метро: погибло 19 человек

Новость: 25 июля 10:30: На МУЗ-ТВ новая звездная ведущаяНа МУЗ-ТВ новая звездная ведущая


 Заплатим за ваше мнение!
Получайте до 1,5 долларов за каждую заполненную анкету!



 Новости науки и техники Новости науки и техники 
18 августа, 16:15

Полимерные частицы работают как мышцы

Новости науки и техники: Полимерные частицы работают как мышцы
Немецким химикам удалось наладить производство одинаковых искусственных микромышц на основе жидкокристаллических полимеров.

Теперь, по словам разработчиков, их можно внедрять в промышленность, что создает уникальные возможности для развития микромеханических устройств и крошечных роботов

Когда человек совершает какие-то движения руками или ногами, просто улыбается или хмурится, его мышцы сокращаются или, наоборот, растягиваются. Эти действия точно регулируются и полностью обратимы. Для регулировки природа создала совершенный материал - мышечную ткань.

Но человечество не стоит на месте и догоняет природу. В данном случае речь идет о таком искусственном материале как жидкие кристаллы. Внедрение в сложную структуру жидкокристаллического полимера специальных молекул - функциональных групп, которые под воздействием света, например, или электромагнитного поля могут менять свою ориентацию, позволяет получать материал, по свойствам близкий к мышцам.

Однако придумать принцип работы такого материала и подобрать составляющие его компоненты - это только половина дела. Чтобы получить функциональный, готовый для применения материал, а не просто смесь веществ, потенциально обладающую необходимыми свойствами, нужно подобрать и состав смеси, и условия получения будущего вещества.

Капризные жидкие кристаллы

Не в последнюю очередь все вышесказанное относится и к жидким кристаллам. Эти материалы чувствительны не только к наличию примесей (как сталь), температуре (как керамика) или, например, скорости проведения реакции, но и к свойствам поверхности, на которой они формируются. И ко многим другим, до сих пор не изученным факторам. Годы работы с жидкими кристаллами убедили профессора Рудольфа Центеля (Rudolf Zentel) из Института органической химии университета Майнца в Германии и его сотрудников в капризности этих уникальных веществ и заставили искать особый подход к производству материалов на их основе.

В своей последней работе, опубликованной в журнале Advanced Materials, немецкие ученые рассказали о том, как им удалось синтезировать субмиллиметровые сферические частицы из жидкокристаллического эластомера, способные под воздействием температуры обратимо вытягиваться и сжиматься.

Для этого ученые использовали распространенный мономер, способный полимеризоваться в присутствии ультрафиолетового облучения и специального вещества - фотоинициатора. Мономер содержал также особую функциональную группу, способную менять пространственную ориентацию, когда меняется температура среды. Именно подвижность функциональных групп в пространстве обеспечивает материалу способность растягиваться с повышением температуры и сжиматься при ее понижении.

Все эти составляющие уже были известны химикам. Однако получить материал с необходимыми свойствами до сих пор не удавалось из-за неверного подхода к процессу синтеза. Предшественники команды Центеля готовили смесь, полимеризовали ее, а затем пытались построить искомую упорядоченную внутреннюю структуру последовательными растяжениями и сжатиями материала при определенных температурных условиях, воздействуя электрическим или магнитным полем.

Необходимо было, чтобы все функциональные группы сориентировались в одном направлении. Все подобные методы имели один и тот же ряд недостатков: они включали в себя несколько этапов синтеза, их трудно было поставить на поток, и они не подходили для синтеза частиц небольшого размера.

Все дело в капельках

Центель и его команда решили эту проблемы с помощью микрожидкостной техники. Они поршнем вдавливали разогретую жидкую смесь веществ в тонкий капилляр. Скорость потока реакционной смеси в нем варьировалась за счет изменения скорости движения самого поршня.

Течение внутри капилляра упорядочивало удлиненные молекулы мономера - то есть создавало его необходимую ориентацию. На выходе из иглы материал образовывал капельки, которые тут же попадали в невязкое силиконовое масло, помогающее им удерживать форму. Здесь же капельки облучались ультрафиолетовым излучением, благодаря которому полимеризовались и, соответственно, затвердевали, сохраняя нужную внутреннюю структуру.

Микрожидкостная установка, как называют ее сами авторы работы, позволяет гибко варьировать параметры синтеза: температуру, вязкость масла, скорость потока и, конечно, сам состав реакционной смеси. Химикам удалось получить монодисперсные, то есть практически одинакового размера сферические частицы диаметром от 200 до 600 микрон. Ученые также выяснили, как влияет скорость потока на свойства частиц. Чем быстрее текла реакционная смесь в установке, тем более структурированными получались частицы. И тем сильнее вытягивались при последующем увеличении температуры.

Профессор Такаши Като (Takashi Kato) из Токийского университета, один из авторитетнейших специалистов в области жидких кристаллов и член консультативного совета Advanced Materials, считает, что работа его немецких коллег очень интересна: "Микросферы изготовлены с помощью красивой комбинации знаний из самых разных областей: микрожидкостной техники, химии полимеров и жидкокристаллической химии".

Микромышца-рекордсмен

Саму частицу-рекордсмен можно увидеть в видеоролике. Сфера из жидкокристаллического эластомера (эластичного полимера) лежит под объективом микроскопа на подогреваемом предметном столике. Быстрое охлаждение обеспечивает струя холодного воздуха, которую периодически направляют к частице. Температура варьируется от 100°С, когда частичка сферическая, до 140°С, когда частичка принимает сигарообразную форму, а ее максимальные линейные размеры увеличиваются на 70%.

Созданные в университете Майнца искусственные "микромышцы" вскоре могут найти реальное применение. Группа профессора Центеля пытается использовать их в качестве клапанов в крошечном аналитическом устройстве, которое называют lab-on-chip - "лаборатория на микросхеме".

По мнению создателей, эти полимерные частицы также представляют "серьезную альтернативу другим микроскопическим системам-активаторам, таким как пьезокерамические детали и частички гидрогеля - полимера, увеличивающегося в размерах за счет поглощения воды". Их способность быстро и очень значительно растягиваться и менять форму при незначительном изменении внешних условий практически уникальна: пьезоэлектрики не могут конкурировать с новым материалом, так как могут менять свои линейные размеры лишь на считанные проценты, а гидрогелям нужно поглощать или испарять воду, что не всегда удобно и занимает много времени.

"Если мы можем производить жидкокристаллические эластомерные частички с высоким выходом, скоростью и монодисперсностью получаемых частиц, то можем в промышленных масштабах активировать ими маленькие объекты в микромеханике, микроструйных элементах и в робототехнике", - считает профессор Центель.
[Читать все комментарии] [Напечатать новость]
http://www.infox.ru
  Комментарии к новости 
[Добавить комментарий]

Комментариев к этой новости пока нет. Добавьте первым свой комментарий!
[Добавить комментарий]
 Хроника новостей: Новости науки и техники Хроника новостей 
НАСА: Мы не готовы к столкновению астероида с Землей

15 декабря 13:35
Морская авиация получила первый арктический Ми-8

23 ноября 16:11
Япония создаст искусственные метеоры

24 октября 12:54
Зонд Mars Lander готов для посадки на Красную планету

19 октября 14:02
NASA успешно запустила ракету "Антарес"

18 октября 10:41
На Колыме ученые тестируют оборудование для космодрома Восточный

12 октября 16:32
На спутнике Юпитера извергается шлейф водяного пара

27 сентября 10:55
Авиаконструкторы впервые показали новейший двигатель

16 сентября 15:21
Ученые доказали, что жизнь была занесена из космоса

14 сентября 16:07
Международный военно-технический форум открылся в России

6 сентября 15:20
Ученые провели 365 дней в Марс-среде

29 августа 12:02
Авиазавод сдает уже сотый по счету Су-34

19 августа 14:16
Ученые обнаружили пятую фундаментальную силу Вселенной

17 августа 11:02
Россия представит новый быстроходный теплоход

16 августа 17:07
Ученые построят новый космический телескоп "Спектр-РГ"

9 августа 17:03
Ученые впервые в мире синтезировали искусственное золото

8 августа 16:54
Обновленный бронеавтомобиль "Тигр" впервые показали журналистам

5 августа 16:17
Ученые получили новые данные планеты Юпитера

28 июля 11:14
Китай завершил строительство самого большого в мире гидросамолета

25 июля 12:00
Телескоп Meerkat открыл тысячи новых галактик

18 июля 12:55
Ракета Falcon 9 стартовала в космос

18 июля 11:52
На Марсе обнаружены дюны с точками и тире

13 июля 11:10
Космический корабль "Союз МС" стартовал к МКС

7 июля 14:07
Госкомиссия утвердила экипаж очередной экспедиции на МКС

6 июля 14:46
До старта пилотируемого корабля "Союз МС" остается 3 дня

4 июля 16:02
В Париже открылась международная выставка вооружения "Евросатори"

16 июня 17:03
Ученые собрали в Антарктиде метеориты

15 июня 16:06
Астронавты создали первый в мире надувной космический "корабль"

7 июня 11:44
Ученые разработали новую технологию по переработке попутного нефтяного газа

17 мая 16:49
SpaceX отправит беспилотный космический корабль на Марс

28 апреля 13:24
 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25 >> 935
 Главная новость дня Главная новость дня 
Трамп использует Тайвань в качестве разменной монеты с Китаем Трамп использует Тайвань в качестве разменной монеты с Китаем
 
 Эксклюзив Эксклюзив 
Пора ли продавать акции Apple? Пора ли продавать акции Apple?
 
  Топ новостей Опросы 
 Фоторепортажи: новости с подборкой фотографий Фоторепортажи 
Вышел новый трейлер 6 сезона Игры престолов (видео)
Камирен и Задойнов покинули Дом-2
Восьмой сезон сериала Игра престолов будет последним
Восьмой сезон сериала Игра престолов будет последним
Бондарчук ушел от жены к молодой актрисе
 Новости партнеров
 Новости дня Новости дня 
 
Новость: Петербург остался без грифоновПетербург остался без грифонов
 
Новость: Сегодня в Киргизии общенациональный траурСегодня в Киргизии общенациональный траур
 
Новость: Поиск самолета Malaysia Airlines был приостановленПоиск самолета Malaysia Airlines был приостановлен
 
Новость: В Китае нашли 600-летнюю статую БуддыВ Китае нашли 600-летнюю статую Будды
 
Новость: Трамп: Мир нуждается в фиксацииТрамп: Мир нуждается в фиксации
 
Новость: Трамп использует Тайвань в качестве разменной монеты с КитаемТрамп использует Тайвань в качестве разменной монеты с Китаем
 
  Copyright © RIN 2000-
* Обратная связь
Контактная информация  
Политика  Общество  Экономика  Деловые  Наука  Hi-Tech  Культура  Шоу-бизнес  Спорт  Происшествия  Криминал  Скандалы  Пикантные  Зарубежные  ИноСМИ