TSUKUBA, Nhật Bản, ngày 12 tháng 2024 năm XNUMX – (ACN Newswire) – Các lựa chọn mới để tạo ra các vật liệu mềm, dẻo và có cấu trúc tinh xảo gọi là hydrogel đã được các nhà nghiên cứu tại Đại học Nông nghiệp và Công nghệ Tokyo (TUAT) phát triển. Công trình của họ mở rộng lĩnh vực mới nổi là 'hydrogel kirigami', trong đó các mẫu được cắt thành một màng mỏng cho phép nó sau này phồng lên thành các cấu trúc hydrogel phức tạp. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Khoa học và Công nghệ Vật liệu Tiên tiến.
Hydrogel có một mạng lưới các phân tử hút nước (ưa nước), cho phép cấu trúc của chúng phồng lên đáng kể khi tiếp xúc với nước và trở nên hợp nhất trong mạng lưới phân tử. Các nhà nghiên cứu Daisuke Nakagawa và Itsuo Hanasaki đã nghiên cứu một lớp màng khô ban đầu bao gồm các sợi nano cellulose, vật liệu tự nhiên hình thành nên phần lớn cấu trúc của thành tế bào thực vật.
Họ sử dụng phương pháp xử lý bằng laser để cắt các cấu trúc vào màng trước khi thêm nước vào để màng phồng lên. Thiết kế đặc biệt của mẫu Kirigami hoạt động theo cách tăng chiều rộng khi kéo dài theo hướng dọc, được gọi là thuộc tính phụ trợ. Đặc tính bổ trợ này xuất hiện với điều kiện độ dày tăng đủ khi màng mỏng ban đầu bị ướt.
“Theo nghĩa đen của Kirigami có nghĩa là thiết kế cắt giấy, ban đầu nó được thiết kế cho các kết cấu dạng tấm mỏng. Mặt khác, cơ chế phụ trợ hai chiều của chúng tôi biểu hiện khi độ dày của tấm đủ và cấu trúc hydrogel ba chiều này nổi lên do phồng lên khi sử dụng. Sẽ thuận tiện hơn nếu bảo quản ở trạng thái khô trước khi sử dụng thay vì giữ nguyên hàm lượng nước trong hydrogel.” Hanasaki nói. “Hơn nữa, tính phụ trợ được duy trì trong quá trình tải theo chu kỳ khiến cho sự biến dạng thích nghi của hydrogel đạt đến trạng thái cấu trúc khác. Nó sẽ rất quan trọng đối với việc thiết kế các vật liệu thông minh.”
Các ứng dụng tiềm năng của hydrogel thích ứng bao gồm các thành phần mềm của công nghệ robot, chẳng hạn như cho phép chúng phản ứng linh hoạt khi tương tác với các vật thể mà chúng đang thao tác. Chúng cũng có thể được tích hợp vào các công tắc mềm và các bộ phận cảm biến. Hydrogel cũng đang được khám phá cho các ứng dụng y tế, bao gồm kỹ thuật mô, băng vết thương, hệ thống phân phối thuốc và vật liệu có thể thích ứng linh hoạt với chuyển động và tăng trưởng. Sự tiến bộ về hydrogel kirigami mà nhóm TUAT đạt được đã mở rộng đáng kể các lựa chọn cho các ứng dụng hydrogel trong tương lai.
Hanasaki kết luận: “Việc giữ nguyên các đặc điểm được thiết kế đồng thời thể hiện khả năng thích ứng với điều kiện môi trường là thuận lợi cho sự phát triển của tính đa chức năng”.
Muốn biết thêm thông tin
Itsuo Hanasaki
Đại học Nông nghiệp và Công nghệ Tokyo
Email: hanasaki@cc.tuat.ac.jp
Giấy: https://doi.org/10.1080/14686996.2024.2331959
Giới thiệu về Khoa học và Công nghệ Vật liệu Tiên tiến (STAM)
Tạp chí truy cập mở STAM xuất bản các bài báo nghiên cứu nổi bật về tất cả các khía cạnh của khoa học vật liệu, bao gồm vật liệu chức năng và cấu trúc, phân tích lý thuyết và đặc tính của vật liệu. https://www.tandfonline.com/STAM
Tiến sĩ Yasufumi Nakamichi
Giám đốc xuất bản STAM
Email: NAKAMICHI.Yasufumi@nims.go.jp
Thông cáo báo chí được phân phối bởi Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.
Chủ đề: Tóm tắt thông cáo báo chí
nguồn: Khoa học và Công nghệ Vật liệu Tiên tiến
Các ngành: Hóa chất, Spec.Chem, Khoa học & Công nghệ nano
https://www.acnnewswire.com
Từ Mạng Tin tức Doanh nghiệp Châu Á
Bản quyền © 2024 ACN Newswire. Đã đăng ký Bản quyền. Một bộ phận của Asia Corporate News Network.
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
- PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/90245/
