Искусственная мышца из кристаллической пластмассы

19.07.2019

Ковалентные органические каркасы (covalent organic frameworks, COFs) - класс легких твердых материалов, в которых простые органические строительные блоки, такие как углеродсодержащие молекулы, связаны с борной кислотой или альдегидными группами, с ковалентными связями. В целом по своему составу этот материал не отличается от обычных пластмасс, однако на молекулярном уровне у него совершенно иная структура. Если в твердых пластмассах полимерные цепи молекул соединяются хаотично, то в COF они образуют кристаллическую структуру. Между этими цепями образуются поры, благодаря чему материал очень легкий.

COF можно использовать для хранения газа (например, водорода) и для доставки лекарств. Однако эти каркасы обычно существуют в виде нано- или микроразмерных кристаллических порошков - они хрупкие и из них нельзя сделать более крупные листы или мембраны, которые были бы полезны для многих практических применений. Ученые попытались улучшить механические свойства COF, используя линейные полимеры в качестве строительных блоков.

Исследователи из Китая и США получили полимерные ковалентные органические каркасы (polyCOF) на основе существующей структуры COF, но во время синтеза соединения они добавляли полиэтиленгликоль (ПЭГ) к реагентам. Цепи ПЭГ перекрывали пористое пространство COF, создавая более компактную, прочную и стабильную структуру. В отличие от обычных каркасов, полимерные каркасы можно включать в гибкие мембраны, которые могут многократно изгибаться, скручиваться или растягиваться без повреждений.

Чтобы продемонстрировать, как polyCOF можно использовать в качестве искусственной мышцы, команда сделала из фольги куклу, к которой прикрепили полученную мембрану. Под воздействием паров этанола кукла "садилась", а когда потом паров прекращался - ложилась обратно. Исследователи повторили эти действия несколько раз, заставляя куклу сгибаться. По словам исследователей, расширение пор polyCOF под воздействием газа, вероятно, объясняет гимнастические "способности" куклы.

<< Назад: Получена металлическая форма водорода 20.07.2019

>> Вперед: Neurolink - мозговой мини-имплант 19.07.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Особенности почек помогают легче переносить высоту 18.01.2025

Высокогорные регионы всегда привлекали внимание исследователей, изучающих, как человек адаптируется к жизни в условиях разреженного воздуха. Недавнее исследование группы ученых из Университета Маунт-Ройал в Канаде, возглавляемое доктором Тревором Деем, проливает свет на важную роль почек в акклиматизации к большим высотам. Работы канадских ученых объясняют, почему представители народности шерпа, которые веками живут в высокогорных районах Тибета, значительно лучше переносят высокогорье. В своем исследовании ученые наблюдали за дыханием и составом крови участников во время их подъема на высоту 4300 метров в Гималаях, в Непале. Эксперимент проводился с участием двух групп: одна состояла из жителей низменностей, не привыкших к горной среде, а другая - из шерпов, чей организм приспособлен к жизни на большой высоте. Основное различие между этими группами было в том, как их организмы реагировали на дефицит кислорода в воздухе. У шерпов наблюдалась более быстрая и масштабная адаптация к ...>>

Производство электричества с помощью термоядерного синтеза 18.01.2025

Американская компания Commonwealth Fusion Systems (CFS) нацелена на создание первой в мире термоядерной электростанции, способной подключаться к электрической сети. Этот амбициозный проект, известный как ARC (Affordable, Robust, Compact), будет построен вблизи города Ричмонд, штат Вирджиния. В соответствии с планами, новая электростанция сможет производить до 400 мегаватт чистой энергии, что вполне хватит для обеспечения электричеством 150 тысяч домохозяйств. Прогнозируется, что станция начнет работу в 2030-х годах. Принцип работы термоядерной электростанции основан на процессе термоядерного синтеза, который происходит в ядре звезд. В отличие от традиционной атомной энергетики, где используется деление ядер атомов с образованием радиоактивных отходов, термоядерный синтез создает в качестве побочного продукта безопасный гелий. Для того чтобы удерживать плазму с температурой свыше 100 миллионов градусов Цельсия, установка будет использовать мощные магнитные поля. Тем не менее, н ...>>

Экологическая защита для овощей и фруктов 17.01.2025

Исследователи из женского колледжа Шри Нараяна в Колламе, Керала, Индия, разработали инновационный способ продления свежести фруктов и овощей. Группа под руководством Пурнимы Виджаян предложила использовать съедобное покрытие, созданное на основе целлюлозных нановолокон (CNF), полученных из луковой шелухи. Этот подход не только продлевает срок хранения продуктов, но и способствует их безопасности благодаря включению нанокуркумина, известного своими антимикробными свойствами. Основным компонентом покрытия являются CNF, полученные из переработанных отходов лука. Эти нановолокна соединяются с синтетическим биополимером, который улучшает структуру покрытия, устраняя проблемы с водостойкостью и термической стабильностью, ранее свойственные материалам на основе CNF. Кроме того, добавление нанокуркумина усиливает антимикробные свойства покрытия, делая его особенно эффективным для предотвращения порчи. Для проверки эффективности этой разработки ученые провели эксперимент с апельсинами. П ...>>

Смарт-часы Garmin Instinct 3 17.01.2025

Компания Garmin представила свои новые смарт-часы Instinct 3, которые являются последним поколением популярных часов для активного отдыха. Модель сочетает в себе высокую технологичность, улучшенную автономность и стильный дизайн, что делает ее идеальным выбором для людей, ведущих активный образ жизни. Garmin Instinct 3 предлагает улучшенные функции и отличную автономность, делая эти смарт-часы идеальными для любителей активного отдыха и экстремальных видов спорта. Это устройство сочетает в себе высокую прочность, функциональность и стиль, что делает его ценным аксессуаром для всех, кто хочет контролировать свое здоровье и оставаться на связи в любых условиях. Одной из главных особенностей Instinct 3 является наличие AMOLED-дисплея (или солнечного дисплея), который значительно улучшает визуальное восприятие и удобство использования устройства. Также новая версия получила металлическую рамку и встроенный фонарик, что добавляет дополнительную функциональность и делает часы более уни ...>>

Носить младенца удобнее слева 16.01.2025

Материнский инстинкт - удивительное явление, которое на протяжении тысячелетий помогает мамам заботиться о младенцах. Несмотря на развитие технологий и изменения образа жизни, многие аспекты ухода за детьми остаются неизменными. Одним из таких интуитивных действий является привычка держать ребенка на левой стороне тела. Как выяснили ученые, эта привычка связана не с доминирующей рукой, как предполагалось ранее, а с более глубокой биологической и эмоциональной причиной. Ношение ребенка на левой стороне обеспечивает ему большую безопасность и помогает установить тесную эмоциональную связь между матерью и младенцем. Правая половина мозга, управляющая левой стороной тела, отвечает за обработку эмоций и социальные сигналы. Когда ребенок находится с левой стороны, правое полушарие матери активнее реагирует на его мимику, плач и другие сигналы. Это позволяет маме быстрее распознавать и понимать эмоциональные состояния малыша, такие как страх, дискомфорт или радость. Такая связь особенно ...>>

Случайная новость из Архива Умная подвеска Ford с защитой от выбоин 01.07.2018 Плохие дороги являются одной из основных причин аварий во всем мире. Кроме того, выбоины зачастую приводят к серьезным повреждениям ходовой части и колес автомобилей. Компания Ford видит частичное решение проблемы во внедрении "умной" подвески, которая распознает ухабы на дороге и уменьшает негативные последствия от попадания в них. Система защиты от выбоин создана на базе активной подвески с непрерывно изменяемой жесткостью амортизаторов (Continuously Controlled Damping). Электронный блок вкупе со специальным модулем программного обеспечения непрерывно анализирует данные от 12 сенсоров. Опрос датчиков осуществляется каждые 2 миллисекунды, что позволяет мгновенно реагировать на изменяющиеся условия движения. Система распознает момент начала падения колеса в яму, и адаптивная подвеска моментально настраивает жесткость амортизаторов таким образом, что колесо при попадании в выбоину практически не касается дна впадины и, таким образом, "перепрыгивает" ее. Иными словами, колесо остается в "поджатом" состоянии, благодаря чему при выходе из выбоины оно не так сильно бьются о ее край, что делает проезд неровностей более комфортным для пассажиров и уменьшает нагрузку на подвеску. При проезде ямы передними колесами задние подготавливаются к неровности заблаговременно, что дополнительно защищает их от удара. Система уже доступна на некоторых моделях Ford, в частности, на бизнес-седанах Mondeo, а также на минивэнах Galaxy и S-MAX в Европе. Кроме того, компания впервые начинает предлагать данное решение для автомобилей сегмента C: активная подвеска с функцией защиты от выбоин доступна для новой версии Focus.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025