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 
"Они по-настоящему напуганы". Что прячут в США от всего мира
Девятого фигуранта дела о теракте ранее арестовали за вызывающее поведение...
В Таджикистане задержали девять человек по делу о теракте в "Крокусе",...
В Таджикистане задержали девять человек по делу о теракте в "Крокусе"
Правительство упростило порядок присвоения статуса ветерана боевых действий...
Захарова назвала позором отсутствие реакции руководства Совета Европы на...
ПВО сбила 15 воздушных целей на подлете к Белгороду
Антонов назвал непристойными высказывания Байдена в адрес Путина
Зеленский признал, что не все хотят ехать на саммит по Украине в Швейцарии...
СК получил доказательства связи террористов из "Крокуса" с Украиной
далее топ дня...
 Фотожурнал: фото-топ за месяц, галерея всех фото Фотожурнал 
 Топ новости разделов сегодня Топ новости разделов 
"Они по-настоящему напуганы". Что прячут в США от всего мира"Они по-настоящему напуганы". Что прячут в США от всего мира
США хотят вытеснить Россию из торговли продовольствием, заявило посольство в Вашингтоне США хотят вытеснить Россию из торговли продовольствием, заявило посольство...
В России может появиться единый реестр иноагентов В России может появиться единый реестр иноагентов
В Минобороны рассказали о разведактивности у границ России за 2020 год В Минобороны рассказали о разведактивности у границ России за 2020 год...
NASA ждет соглашения с Россией о перекрестных полетах к МКС NASA ждет соглашения с Россией о перекрестных полетах к МКС
ВСУ обстреляли Донецк снарядами натовского калибра ВСУ обстреляли Донецк снарядами натовского калибра
ВСУ ударили дроном-камикадзе по жилым домам в Энергодаре ВСУ ударили дроном-камикадзе по жилым домам в Энергодаре
"Они нас обманули": на Украине посетовали на отказ Канады выполнить просьбу по "Северному потоку" "Они нас обманули": на Украине посетовали на отказ Канады выполнить просьбу...
Захарова оценила заявление США о противодействии "Северному потоку - 2" Захарова оценила заявление США о противодействии "Северному потоку - 2"...
Силовики начали задержания на несанкционированной акции в центре Минска Силовики начали задержания на несанкционированной акции в центре Минска...
далее...
 Личное мнение Личное мнение 

 Новости о знаменитостях Знаменитости 
Новость: 16 июля 18:13: Новости проекта "Дом-2": один из участников расплакался из-за изменыНовости проекта "Дом-2": один из участников расплакался из-за измены

Новость: 21 июля 08:55: John MartinJohn Martin




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

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]
Источник: 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 
Появилось видео пролета Су-25 над Крымским мостом

25 ноября 21:04
Источник рассказал, когда с палубы "Адмирала Кузнецова" уберут упавший кран

6 декабря 02:04
Российский спецназ вооружили автоматом, который NI назвал "супероружием"

13 декабря 03:04
Ученые рассказали, действительно ли в Хабаровском крае упал метеорит

24 декабря 18:04
S7 приостановила полеты Boeing 737 Max

12 марта 20:04
В ракете "Союз-ФГ" был неисправен украинский прибор, сообщил источник

13 марта 15:04
"Роскосмос" предложил проводить на МКС военные эксперименты

14 марта 20:04
Названа причина смерти Юлии Началовой

16 марта 20:04
Открыта трасса для запуска кораблей к МКС с космодрома "Восточный"

17 марта 02:04
Модуль "Наука" для МКС потеряет ключевую функцию после ремонта

20 марта 02:04
Производитель сорвал поставку трех Ил-476 для Минобороны

21 марта 18:04
Запуск спутника "Глонасс" с Плесецка планируется в середине мая

23 марта 02:04
В России успешно запустили реактор нового энергоблока АЭС

23 марта 08:04
Су-27 дважды за сутки сопровождали американские B-52 над Балтикой

23 марта 12:04
Российские Су-27 дважды сопроводили бомбардировщики США над Балтикой

23 марта 13:04
ВКС получили два новейших вертолета Ми-28НМ

23 июня 10:04
В Центральном военном округе началась внезапная проверка боеготовности

24 июня 11:04
"Не нужно прятать камеры": Госсовет обсудил безопасность на дорогах

26 июня 15:04
Стали известны характеристики баллистической ракеты "Сармат"

27 июня 18:04
Российские военные сняли на видео уничтожение артиллерии боевиков в Сирии

3 августа 05:04
Новейший российский беспилотник "Охотник" совершил первый полет

3 августа 18:04
Российские военные выполнят наблюдательный полет над территорией США

21 октября 01:04
НАСА хочет купить очередное место в российском "Союзе", сообщил источник

22 октября 03:04
НАСА хочет купить еще одно место в "Союзе", сообщил источник

22 октября 04:04
На бывшей американской базе в Сирии приземлились вертолеты ВКС

22 октября 05:04
Британский самолет провел разведку у границ Калининградской области

23 октября 01:04
Белоруссия начала патрулировать границы истребителями

18 августа 14:04
Рогозин раскрыл планы "Роскосмоса" на 2021 год

31 декабря 06:04
В Москве задержали или отменили более сотни рейсов

31 декабря 21:04
В Минобороны рассказали о разведактивности у границ России за 2020 год

1 января 05:04
 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 >> 884
 Главная новость дня Главная новость дня 
"Они по-настоящему напуганы". Что прячут в США от всего мира
 
 Эксклюзив Эксклюзив 
Как дела, S&P 500? Как дела, S&P 500?
 
  Топ новостей Опросы 
 Фоторепортажи: новости с подборкой фотографий Фоторепортажи 
Microsoft впервые показала крупнейший самолёт-носитель
В Кёльне около 100 человек застряли на канатной дороге (фото)
Анджелина Джоли с детьми переехала в новый дом
Кристен Стюарт встречается с женщиной
Джастину Биберу запретили выступать на сцене в Пекине
 Новости партнеров
 Новости дня Новости дня 
 
   RIN 2000-
* Обратная связь
Контактная информация  
Политика  Общество  Экономика  Деловые  Наука  Hi-Tech  Культура  Шоу-бизнес  Спорт  Происшествия  Криминал  Скандалы  Пикантные  Зарубежные  ИноСМИ