تسوكوبا، اليابان، 12 أبريل 2024 – (ACN Newswire) – قام باحثون في جامعة طوكيو للزراعة والتكنولوجيا (TUAT) بتطوير خيارات جديدة لصنع مواد ناعمة ومرنة وقابلة للتوسيع بشكل دقيق تسمى الهلاميات المائية. ويمتد عملهم إلى المجال الناشئ المتمثل في "هلام كيريجامي المائي"، حيث يتم تقطيع الأنماط إلى طبقة رقيقة تسمح لها بالانتفاخ لاحقًا إلى هياكل هيدروجيل معقدة. ونُشر البحث في مجلة العلوم وتكنولوجيا المواد المتقدمة.
تحتوي الهلاميات المائية على شبكة من الجزيئات التي تجذب الماء (المحبة للماء)، مما يسمح لبنيتها بالانتفاخ بشكل كبير عند تعرضها للماء الذي يندمج داخل الشبكة الجزيئية. عمل الباحثون دايسوكي ناكاجاوا وإتسو هاناساكي على طبقة جافة في البداية مكونة من ألياف نانوية من السليلوز، وهي المادة الطبيعية التي تشكل جزءًا كبيرًا من بنية جدران الخلايا النباتية.
لقد استخدموا المعالجة بالليزر لقطع الهياكل في الفيلم قبل إضافة الماء مما يسمح للفيلم بالانتفاخ. يعمل التصميم الخاص لنمط كيريجامي بطريقة تزيد العرض عند تمديده في الاتجاه الطولي، وهو ما يسمى بالخاصية المساعدة. تظهر هذه الخاصية المساعدة بشرط أن ينمو السمك بدرجة كافية عندما تكون الطبقة الرقيقة الأصلية مبللة.
"نظرًا لأن كلمة كيريجامي تعني حرفيًا التصميم المقطوع للأوراق، فقد كانت مخصصة في الأصل لهياكل الألواح الرقيقة. من ناحية أخرى، تظهر آلية المساعدة ثنائية الأبعاد لدينا عندما يكون سمك الورقة كافيًا، وتظهر هذه الأبعاد الثلاثة لبنية الهيدروجيل عن طريق التورم عند استخدامها. ومن الملائم تخزينه في الحالة الجافة قبل الاستخدام، بدلاً من الحفاظ على نفس مستوى محتوى الماء الموجود في الهيدروجيل. يقول هاناساكي. "علاوة على ذلك، يتم الحفاظ على المساعدة أثناء التحميل الدوري الذي يتسبب في وصول التشوه التكيفي للهيدروجيل إلى حالة هيكلية أخرى. سيكون مهمًا لتصميم المواد الذكية.
تشمل التطبيقات المحتملة للهيدروجيلات التكيفية المكونات الناعمة للتقنيات الروبوتية، مما يسمح لها بالاستجابة بمرونة عند التفاعل مع الأشياء التي تتلاعب بها، على سبيل المثال. ويمكن أيضًا دمجها في المفاتيح الناعمة ومكونات أجهزة الاستشعار. يتم أيضًا استكشاف الهلاميات المائية للتطبيقات الطبية، بما في ذلك هندسة الأنسجة وتضميد الجروح وأنظمة توصيل الأدوية والمواد التي يمكنها التكيف بمرونة مع الحركة والنمو. إن التقدم في الهلاميات المائية kirigami الذي حققه فريق TUAT يوسع بشكل كبير خيارات تطبيقات الهيدروجيل المستقبلية.
ويخلص هاناساكي إلى أن "الحفاظ على الخصائص المصممة مع إظهار القدرة على التكيف مع الظروف البيئية يعد أمرًا مفيدًا لتطوير الوظائف المتعددة".
مزيد من المعلومات
إيتسو هاناساكي
جامعة طوكيو للزراعة والتكنولوجيا
البريد الإلكتروني: hanasaki@cc.tuat.ac.jp
ورقة: https://doi.org/10.1080/14686996.2024.2331959
حول علوم وتكنولوجيا المواد المتقدمة (STAM)
تنشر مجلة الوصول المفتوح STAM مقالات بحثية متميزة في جميع جوانب علم المواد ، بما في ذلك المواد الوظيفية والهيكلية والتحليلات النظرية وخصائص المواد. https://www.tandfonline.com/STAM
الدكتور ياسوفومي ناكاميشي
مدير النشر STAM
البريد الإلكتروني NAKAMICHI.Yasufumi@nims.go.jp
بيان صحفي وزعته Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.
الموضوع: ملخص البيان الصحفي
المصدر علوم وتكنولوجيا المواد المتقدمة
القطاعات: الكيماويات ، المواصفات الكيميائية, العلوم وتقنية النانو
https://www.acnnewswire.com
من شبكة أخبار الشركات الآسيوية
حقوق النشر © 2024 ACN Newswire. كل الحقوق محفوظة. قسم من شبكة أخبار الشركات الآسيوية.
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://www.acnnewswire.com/press-release/english/90245/
