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Questo nuovo materiale eccellente ha potuto permettere ai muscoli artificiali
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I ricercatori a Stanford University hanno combinato un elastomero con gli ioni del metallo per creare una sostanza che potrebbe l'un giorno essere utilizzata in un muscolo artificiale autorigenerante.
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Gli scienziati stanno provando per anni ad inventare un muscolo artificiale che si guarisce. Ora un gruppo a Stanford University ha fatto l'AIS in primo luogo in un campo che sta sviluppando per le decadi.
In primo luogo, tuttavia, lo studioso di visita Cheng-Hui Li ha trovato che un 1 dentro. l'elastomero che aveva sintetizzato appena potrebbe allungare più di 100 dentro. — più di due volte la lunghezza che la macchina di pressione del laboratorio potrebbe trattare. Normalmente, questo tipo di materiale ha potuto allungare soltanto due - tre volte la sua lunghezza originale, secondo una dichiarazione da Stanford.
Poi il gruppo ha scoperto che il materiale potrebbe guarirsi alle temperature fredde come congelatore delle persone senza appuntamento commerciali, anche se i pezzi nocivi erano invecchiato per i giorni. I polimeri nocivi richiedono tipicamente un solvente o un trattamento termico di ristabilire le loro proprietà.
Un articolo in Nature Chemistry spiega come il gruppo, principale dal professor Zhenan Bao di organizzazione chimica, ha fatto il materiale e come funziona. Le implicazioni per le sue prospettive includono una nuova generazione di elettronica portabile, o gli impianti medici che durerebbero un molto tempo senza essere riparata o sostituita, secondo l'università.
Il gruppo crede che avanzamenti nel processo legante chimico conosciuto come unire con legami atomici incrociati per rappresentare l'allungamento estremo e le proprietà autorigeneranti del nuovo materiale. La reticolazione, che comprende collegare le catene lineari delle molecole collegate in un modello stile a rete, precedentemente ha reso un allungamento composto di dieci parti in polimeri.
Il gruppo ha creato una serie di strutture ha chiamato i leganti dalle molecole organiche che attaccano ai brevi fili del polimero nel loro legame incrociato. I leganti si sono uniti per formare le catene più lunghe e del tipo di primavera del polimero. Hanno aggiunto gli ioni del metallo, che chimicamente sono attirati verso i leganti. Quando il materiale è sforzato, i nodi allentano, permettendo che i leganti separino. Ma una volta rilassata, l'affinità fra gli ioni del metallo ed i leganti tira il teso a rete. Il risultato è un forte, elastomero stretchable ed a riparazione automatica, secondo l'università.
«Ogni ione del metallo lega almeno a due leganti, in modo da se un legante scappa via da un lato, allo ione del metallo può ancora essere collegato ad un legante dall'altro lato,» Bao ha spiegato nella dichiarazione. «E quando la tensione è ridotta, lo ione può ricollegare prontamente con un altro legante se è abbastanza vicino.»
Variando la quantità o il tipo di metallo, il gruppo ha trovato che potrebbero regolare il polimero per essere più elastici o guarire più velocemente. Per la versione che ha superato i limiti della macchina di misurazione, hanno fatto diminuire il rapporto degli atomi del ferro ai polimeri ed alle molecole organiche.
Poi hanno trovato che il polimero metallo-aggiunto potrebbe tirare in risposta ad un campo elettrico. Un breve video fornito dalle manifestazioni dell'università come funziona. Il gruppo lavorerà a come aumentare la laurea a cui il materiale si espande e si contrae e lo controlla più precisamente in modo che l'un giorno possa essere usato come muscolo artificiale.
«Lo scopo non era di fare il migliore muscolo artificiale, ma piuttosto sviluppare i nuovi materiali per progettare le regole per i materiali stretchable ed autorigeneranti,» Bao ha spiegato in un rapporto nella scienza. «Il muscolo artificiale è una domanda potenziale di nostri materiali.»
Altri ricercatori sono stati duri ai materiali del lavoro che potrebbero comprendere il muscolo artificiale e l'osso autorigenerante. Un gruppo all'università Northwestern sta sviluppando un polimero che ha sia compartimenti rigidi che molli del nanoscale, permettendolo di sollevare gli oggetti. Il materiale ha potuto potenzialmente essere usato per consegnare le droghe, le biomolecole, o altri prodotti chimici. Inoltre, potrebbe essere usato per creare i materiali capaci di a riparazione automatica.
I ricercatori all'università del Michigan hanno creato una sfera del polimero che consegna una molecola specifica per disossare le ferite per aiutarle a guarire.
Bao già stava lavorando a creare la pelle artificiale che potrebbe essere usata per ristabilire alcune capacità sensoriali alla gente con gli arti prostetici. Il suo gruppo precedentemente ha creato flessibile ma i polimeri fragili, fissati con i sensori di pressione per individuare la differenza fra una stretta di mano e un atterraggio della farfalla, l'università hanno detto.