211service.com
Keičiamos medžiagos įgauna naujas formas
Mokslininkai, sukūrę savaime susirišančias siūles, kurios keičia formą veikiant šviesai, dabar sukūrė transformuojančias struktūras, kurios, reaguodamos į temperatūros pokyčius, gali įgauti tris formas iš eilės. Formą keičiantys polimerai ilgainiui gali būti naudojami kaip nuimami stentai ir savaime užsidarančios tvirtinimo detalės, naudojamos montuojant sudėtingas dalis.
Konstrukcijos pagamintos iš formos atminties polimerų – medžiagų klasės, kurios keičiasi iš vienos iš anksto nustatytos formos į kitą, reaguodamos į naujas sąlygas, pvz., padidėjusią šilumą. Per pastaruosius kelerius metus įvairios tyrimų grupės sukūrė polimerus, reaguojančius į šviesą ar magnetinį lauką. Tačiau dabar MIT ir GKSS tyrimų centro Teltove (Vokietija) mokslininkai pridėjo galimybę paversti polimerus trečiąja forma. Tai pirmas kartas, kai galite padaryti medžiagą iš A formos į B formą į C, sako Robertas Langeris, MIT chemijos inžinerijos profesorius ir vienas iš tyrėjų.
Multimedija
VAIZDO ĮRAŠAS: žiūrėkite medžiagos morfologiją
Viduje konors Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) šią savaitę mokslininkai aprašo dvi prototipų struktūras, kuriose naudojamos naujos medžiagos. Pirmajame prototipe suplotas plastikinis vamzdis po kaitinimo plečiasi, suformuodamas atvirą vamzdelį, kuris išlaiko tokią formą net po aušinimo. Kaitinamas iki dar aukštesnės temperatūros, vamzdžio skersmuo susitraukia. Galimas pritaikymas: stentas, kurį galima atidaryti vieną kartą įdėjus į paciento kūną, pvz., arterijos viduje, o po to, kai stentas atliko savo paskirtį, vėl pakaitinti, kad būtų pakankamai mažas, kad jį būtų galima išimti.
Kitas prototipas išsiskleidžia ir ištiesia dvi rankas, kad užsifiksuotų (žr. proceso vaizdo įrašą čia). Šis dizainas gali būti naudingas surinkimo linijose tvirtinant sunkiai pasiekiamas dalis Andreasas Lendleinas , GKSS tyrimų centro Polimerų tyrimų instituto vadovas ir vienas iš PNAS straipsnio autorių.
Lendleinas teigia, kad raktas į naujas struktūras buvo dviejų tipų polimerų, turinčių skirtingas lydymosi temperatūras, kūrimas. Kambario temperatūroje medžiaga išlaiko pirmąją formą. Tačiau kaitinant virš tam tikros temperatūros, visos medžiagos plotai suminkštėja, todėl ji pasikeičia į tarpinę formą. Esant dar aukštesnei pereinamojo laikotarpio temperatūrai, likusi medžiaga suminkštėja, todėl konstrukcija įgauna galutinę formą.
Nors mokslininkai specialiai šiam projektui sukūrė polimerus, Lendleinas teigia, kad rezultatai rodo bendrą principą, kuris gali veikti su įvairiais polimerais. Iš tiesų, jis sako, kad tam tikroms reikmėms tyrėjams gali tekti pakeisti medžiagas, kad jos būtų suderinamos naudoti kūne ir sumažintų gamybos sąnaudas. Lendleinas dirba su mNemomokslas , įsikūrusi Achene (Vokietija), MIT ir RWTH Aachen universiteto padalinys, siekiant komercializuoti naują technologiją.
Ričardas Vaia, tyrėjas Oro pajėgų tyrimų laboratorijos , sakoma, kad darbas yra tendencijos formų atminties tyrimų link sudėtingesnių ir efektyvesnių medžiagų dalis. Nors ankstyvieji pritaikymai, tokie kaip susitraukiantis plėvelė, buvo paprasti, mokslininkai naudoja nanodaleles, kad padidintų jėgą, kurią medžiagos gali veikti keičiant formą, ir kuria naujus būdus, kaip paskatinti pokyčius, sako Vaia. Kitas svarbus tikslas būtų ne tik Lendlein kelių formų medžiagos, bet ir tos, kurios gali pakeisti formą grįžtamai ir grąžinti pradinę formą tais atvejais, kai reikia kartoti judesius.