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 
Девочка 3-х лет, выжившая в авиакатастрофе, уже катается по больницеДевочка 3-х лет, выжившая в авиакатастрофе, уже катается по больнице
Выжившие в ДТП в Марий-Эл находятся в тяжёлом состоянииВыжившие в ДТП в Марий-Эл находятся в тяжёлом состоянии
Дмитрий Дюжев обиделся на людей в аэропортеДмитрий Дюжев обиделся на людей в аэропорте
Скоро sim-карта может заменить паспорт.Скоро sim-карта может заменить паспорт.
Девочка выжила при авиакатастрофе с L-410Девочка выжила при авиакатастрофе с L-410
Сборная Италии не приедет в Россию на ЧМ-2018Сборная Италии не приедет в Россию на ЧМ-2018
США "навечно" ввели санкции против РоссииСША "навечно" ввели санкции против России
Минобороны РФ представило факты прикрытия террористов СШАМинобороны РФ представило факты прикрытия террористов США
Некурящим россиянам предлагают сократить рабочий деньНекурящим россиянам предлагают сократить рабочий день
Как быстро похудеть: 3 важных фактораКак быстро похудеть: 3 важных фактора
далее топ дня...
 Фотожурнал: фото-топ за месяц, галерея всех фото Фотожурнал 
 Новости партнеров
 Топ новости разделов сегодня Топ новости разделов 
США "навечно" ввели санкции против РоссииСША "навечно" ввели санкции против России
Правила ловли рыбы в России будут измененыПравила ловли рыбы в России будут изменены
Глава Минобра считает что Россия может гордиться своей системой образованияГлава Минобра считает что Россия может гордиться своей системой образования...
Как быстро похудеть: 3 важных фактораКак быстро похудеть: 3 важных фактора
Скоро sim-карта может заменить паспорт.Скоро sim-карта может заменить паспорт.
Девочка 3-х лет, выжившая в авиакатастрофе, уже катается по больницеДевочка 3-х лет, выжившая в авиакатастрофе, уже катается по больнице
Российские полицейские нашли заказчиков телефонных звонков о ложном "минировании" объектов в России.Российские полицейские нашли заказчиков телефонных звонков о ложном "минировании"...
Минобороны РФ представило факты прикрытия террористов СШАМинобороны РФ представило факты прикрытия террористов США
Если вы уже слушаете новогодние песни, то у нас для вас плохая новостьЕсли вы уже слушаете новогодние песни, то у нас для вас плохая новость
Дмитрий Дюжев обиделся на людей в аэропортеДмитрий Дюжев обиделся на людей в аэропорте
далее...
 Личное мнение Личное мнение 

 Новости о знаменитостях Знаменитости 
Новость: 30 июля 10:52: Максим Виторган сыграет "мужчину мечты"Максим Виторган сыграет "мужчину мечты"

Новость: 25 августа 09:35: Новый пляжный хитНовый пляжный хит


 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
Новости по теме: В России будут блокировать сайты нежелательных организаций.
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 
Как быстро похудеть: 3 важных фактора

10 ноября 09:25
МВД планирует ввести новые экзамены для водителей.

7 ноября 09:23
Россия ближайшем будущем будет развивать ядерные силы и высокоточное оружие.

31 октября 10:34
Российская армия получила ещё один полк С-400

26 октября 12:44
Российские школьники собрали все золотые медали чемпионата JuniorSkills

19 октября 16:40
Россия празднует День Ксмических войск

4 октября 08:38
Крымский мост защитят от диверсантов

3 октября 08:07
Новое российское оружие способно выключать электронику НАТО на расстоянии

2 октября 10:52
Россия лишилась опасного оружия

28 сентября 08:41
Виктория Дайнеко пожаловалась на бывшего мужа

27 сентября 10:51
Современный автомобиль необходимо защищать антивирусом

26 сентября 11:43
Сотовые операторы отказываются от GSM сетей

20 сентября 10:02
Космонавт рассказал необычных эмоциях при выходе в открытый космос

20 сентября 09:46
Стали известны цена на Lada Vest SW Cross

19 сентября 17:24
Пилотируемый космический корабль Союз МС-06 успешно произвел стыковку с МКС.

14 сентября 10:08
Chery планирует захватить рынок Европы своими электромобилями

13 сентября 20:20
Франкфуртский автосалон: электромобили, автопилоты и конкуренты из Китая

12 сентября 09:55
Ракета-носитель Протон доставил на орбиту Земли новый спутник

12 сентября 09:14
Турция не откажется от С-400 из-за давления Запада

12 сентября 08:52
До старта космического корабля к МКС осталось меньше двух суток.

11 сентября 16:12
Новые маленькие кроссоверы известных марок выходят на рынок.

10 сентября 10:24
Honda снимает с продаж дизельный CR-V

8 сентября 11:54
Солнце продолжает излучать мощные вспышки

8 сентября 11:49
РКН Протон сегодня выводят на стартовый комплекс Байконура

8 сентября 10:00
Икея повысила отдачу солнечных панелей на 60%

7 сентября 10:18
Владимир Путин приказал найти несовершенства на корвете "Cовершенный"

7 сентября 09:54
Моторола предложила для смартфонов стекло, способное само ремонтировать трещины

5 сентября 12:49
Роскосмос представил уникальный снимок Крымского моста из космоса

5 сентября 08:45
Российская броня "ратник" может выдержать прямое попадание пули.

4 сентября 10:38
Северная Корея испытала водородную бомбу

3 сентября 15:16
 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 >> 937
 Главная новость дня Главная новость дня 
Выжившие в ДТП в Марий-Эл находятся в тяжёлом состоянии Выжившие в ДТП в Марий-Эл находятся в тяжёлом состоянии
 
 Эксклюзив Эксклюзив 
Пора ли продавать акции Apple? Пора ли продавать акции Apple?
 
  Топ новостей Опросы 
 Фоторепортажи: новости с подборкой фотографий Фоторепортажи 
Шестилетняя модель выросла и стала сенсацией на Неделе Моды в Нью-Йорке
Николай Носков впервые рассказал о тяжелой болезни
Астрологи назвали причину смерти Олега Яковлева
Юлия Началова страдает от прогрессирующей подагры (фото)
Шестилетняя модель выросла и стала сенсацией на Неделе Моды в Нью-Йорке...
 Новости партнеров
 Новости дня Новости дня 
 
Новость: Девочка 3-х лет, выжившая в авиакатастрофе, уже катается по больницеДевочка 3-х лет, выжившая в авиакатастрофе, уже катается по больнице
 
Новость: Выжившие в ДТП в Марий-Эл находятся в тяжёлом состоянииВыжившие в ДТП в Марий-Эл находятся в тяжёлом состоянии
 
  Copyright © RIN 2000-
* Обратная связь
Контактная информация  
Политика  Общество  Экономика  Деловые  Наука  Hi-Tech  Культура  Шоу-бизнес  Спорт  Происшествия  Криминал  Скандалы  Пикантные  Зарубежные  ИноСМИ