TSUKUBA, Japan, 12. april 2024 – (ACN Newswire) – Nye alternativer for å lage finstrukturerte myke, fleksible og utvidbare materialer kalt hydrogeler er utviklet av forskere ved Tokyo University of Agriculture and Technology (TUAT). Arbeidet deres utvider det nye feltet av 'kirigami-hydrogeler', der mønstre kuttes til en tynn film slik at den senere kan svelle til komplekse hydrogelstrukturer. Forskningen er publisert i tidsskriftet Science and Technology of Advanced Materials.
Hydrogeler har et nettverk av vanntiltrekkende (hydrofile) molekyler, som lar strukturen svelle betydelig når de utsettes for vann som blir inkorporert i det molekylære nettverket. Forskerne Daisuke Nakagawa og Itsuo Hanasaki jobbet med en opprinnelig tørr film bestående av nanofibre av cellulose, det naturlige materialet som utgjør mye av strukturen til plantecelleveggene.
De brukte laserbehandling for å kutte strukturer inn i filmen før vann ble tilsatt slik at filmen svelle. Den spesielle utformingen av Kirigami-mønsteret fungerer på en slik måte at bredden øker når den strekkes i lengderetningen, som kalles den auxetiske egenskapen. Denne auxetic egenskapen fremkommer forutsatt at tykkelsen vokser tilstrekkelig når den opprinnelige tynnfilmen er våt.
"Ettersom Kirigami bokstavelig talt betyr klippet design av papirer, var det opprinnelig ment for tynne arkstrukturer. På den annen side manifesterer vår todimensjonale auxetiske mekanisme seg når tykkelsen på arket er tilstrekkelig, og denne tredimensjonaliteten til hydrogelstrukturen kommer frem ved svelling når den brukes. Det er praktisk å oppbevare det i tørr tilstand før bruk, i stedet for å holde samme vanninnholdsnivå som hydrogelen." sier Hanasaki. "Videre opprettholdes auxetisiteten under den sykliske belastningen som får den adaptive deformasjonen av hydrogelen til å nå en annen strukturell tilstand. Det vil være viktig for utformingen av intelligente materialer.»
Potensielle bruksområder for de adaptive hydrogelene inkluderer myke komponenter av robotteknologi, som lar dem reagere fleksibelt når de for eksempel samhandler med objekter de manipulerer. De kan også være integrert i myke brytere og sensorkomponenter. Hydrogeler blir også utforsket for medisinske bruksområder, inkludert vevsteknikk, sårbandasjer, medikamentleveringssystemer og materialer som kan tilpasses fleksibelt til bevegelse og vekst. Fremskrittet innen kirigami-hydrogeler oppnådd av TUAT-teamet utvider mulighetene for fremtidige hydrogelapplikasjoner betydelig.
"Å beholde de utformede egenskapene og samtidig vise tilpasningsevne til miljøforholdene er fordelaktig for utviklingen av multifunksjonalitet," konkluderer Hanasaki.
Mer informasjon
Detsuo Hanasaki
Tokyo universitet for landbruk og teknologi
E-post: hanasaki@cc.tuat.ac.jp
Papir: https://doi.org/10.1080/14686996.2024.2331959
Om vitenskap og teknologi for avanserte materialer (STAM)
Open access journal STAM publiserer fremragende forskningsartikler på tvers av alle aspekter av materialvitenskap, inkludert funksjonelle og strukturelle materialer, teoretiske analyser og materialegenskaper. https://www.tandfonline.com/STAM
Dr Yasufumi Nakamichi
STAM Publishing Director
E-post: NAKAMICHI.Yasufumi@nims.go.jp
Pressemelding distribuert av Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.
Tema: Sammendrag av pressemelding
kilde: Vitenskap og teknologi for avanserte materialer
Sektorer: Chemicals, Spec.Chem, Vitenskap og nanoteknologi
https://www.acnnewswire.com
Fra Asia Corporate News Network
Copyright © 2024 ACN Newswire. Alle rettigheter forbeholdes. En divisjon av Asia Corporate News Network.
- SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk deg selv. Tilgang her.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
- PlatoESG. Karbon, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Avfallshåndtering. Tilgang her.
- PlatoHelse. Bioteknologisk og klinisk etterretning. Tilgang her.
- kilde: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/90245/
