ساخت ماده ای انعطاف پذیر شفاف از ابریشم و نانولوله ها

ساخت ماده ای انعطاف پذیر شفاف از ابریشم و نانولوله ها

 

خلاصه:

الیاف ابریشمی Bombyx mori، کرم ابریشم خانگی، برای هزاران سال است که به عنوان مواد سبک و لوکس محسوب می شوند.

اگر چه پلیمرهای مصنوعی مثل نایلون و پلی استر ارزان تر هستند، اما آن ها قابل مقایسه با کیفیت طبیعی و خواص مکانیکی ابریشم نیستند. و با توجه به تحقیقات جدید، ابریشم همراه با نانولوله های کربنی می تواند منجر به نسل جدیدی از دستگاه های زیست پزشکی و به اصطلاح الکترونیک گذرا و زیست تخریب پذیر شود.

ساخت ماده ای انعطاف پذیر شفاف از ابریشم و نانولوله ها

این نمودار طرح کلی است که نشان دهنده تغییرات ساختاری فیلم کامپوزیت RSF-CNT که در طی عملیات تحت مایکروویو و بخار نمایش داده می شود.

الیاف ابریشمی Bombyx mori، کرم ابریشم خانگی، هزاران سال است که به عنوان ماده ای سبک و لوکس محسوب می شود. اگر چه پلیمرهای مصنوعی مثل نایلون و پلی استر ارزان تر هستند، اما قاببل مقایسه با کیفیت طبیعی و خواص مکانیکی ابریشم نیستند.

و بر اساس تحقیقات دانشکده مهندسی سوانسون دانشگاه پیتزبورگ، ابریشم همراه با نانولوله های کربنی می تواند منجر به نسل جدیدی از دستگاه های زیست پزشکی و به اصطلاح الکترونیک گذرا و زیست سازگار شود.

این مطالعه که در ۲۶ اکتبر در مجله انجمن شیمی آمریکایی Applied Nano Materials منتشر شده، نشان داد که “ساختار غنی Helix-Rich در فیلم های فیبر ابریشمی از طریق تعاملات مولکولی با نانولوله های کربنی و گرمایش انتخابی برای دستگاه های تجزیه پذیر شفاف” انجام شده است.

ابریشم چیست : 

“ابریشم یک ماده بسیار جالب است که از الیاف طبیعی ساخته شده است که انسان ها هزاران سال از آن برای تولید پارچه های با کیفیت بالا استفاده کرده اند، اما ما به عنوان مهندسین اخیرا از توان ابریشم برای بسیاری از کاربردهای نوظهور مانند بیوالکتریک انعطاف پذیر به دلیل انطباق زیستی منحصر به فرد، تجزیه پذیری زیستی و انعطاف پذیری مکانیکی “که مصطفی بدوی، استادیار مهندسی صنایع در دانشکده سوانسون و نویسنده اصلی مقاله. ” از آن استفاده کرده اند.

مسئله این است که اگر ما بخواهیم از ابریشم برای چنین کاربردی استفاده کنیم، ما نمی خواهیم که آن را در قالب فیبر قرار دهیم، بلکه می خواهیم پروتئین های ابریشمی را که فیبرین نامیده می شوند را بازسازی کنیم، به شکل فیلم هایی که نور ، خواص مکانیکی و شیمیایی مورد نظر را ایجاد کند. ”

ساخت یک ماده انعطاف پذیر شفاف از ابریشم و نانولوله ها – ScienceDaily همانطور که توسط نویسندگان ویدئوی زیر توضیح داده شده است، این فیبرین های ابریشم بازسازی شده (RSF ها) با این حال به طور شیمیایی در آب ناپایدار هستند و از خواص مکانیکی پایین رنج می برند، به دلیل مشکل در کنترل دقیق ساختار مولکولی پروتئین های فیبرین در فیلم های RSFاست.

Bedewy و گروه آزمایشگاهی NanoProduct Lab که به طور گسترده در مورد نانولوله های کربنی (CNT ها) کار می کنند، فکر کردند که شاید تعامل مولکولی بین نانولوله ها و فیبرین ها می تواند “تنظیم” ساختار پروتئین RSF را فعال کند.

یکی از جنبه های جالب CNT ها این است که وقتی آن ها در یک ماتریس پلیمری پراکنده می شوند و در معرض تابش مایکروویو قرار می گیرند، به صورت موضعی حرارت می یابند.

انعطاف ابریشم 

” دکتر Bedewy توضیح داد. “بنابراین ما متعجب شدیم که آیا می توانیم این پدیده منحصر به فرد را برای ایجاد تغییرات مورد نظر در ساختار فیبرنوری در اطراف CNT در یک ترکیب” RSFCNT “استفاده کنیم.”

به گفته دکتر Bedewy، تابش مایکروویو، همراه با یک بخار تصفیه کننده، یک مکانیزم کنترل منحصر به فرد برای ساختار پروتئین است که منجر به یک فیلم انعطاف پذیر و شفاف قابل مقایسه با پلیمرهای مصنوعی می شود، اما یکی که بتواند پایدار و تجزیه پذیر باشد.

این فیلم های RSF-CNT دارای پتانسیل برای استفاده در الکترونیک انعطاف پذیر، دستگاه های بیومدیکال و الکترونیک گذرا مانند سنسورها هستند که برای مدت زمان مورد نظر در داخل بدن از ساعت ها تا هفته ها استفاده می شود و سپس به طور طبیعی حل می شود.

دکتر بدوی گفت: “ما به پیشرفت این کار در آینده امیدوار هستیم، همانطور که ما منتظر پیشرفت جنبه های علمی و فناوری این مواد منحصر به فرد کاربردی هستیم.”

دیدگاه علمی ابریشم انعطاف پذیر

از دیدگاه علمی، هنوز در مورد تعاملات مولکولی بین عملکرد روی سطوح نانولوله و مولکول های پروتئین، مطالعات بسیار بیشتری نیاز است. از دیدگاه مهندسی، ما می خواهیم فرایندهای تولید مقیاس پذیر برای ساختن گونه های طبیعی ابریشم و تبدیل آن ها به فیلم های نازک عملکردی برای دستگاه های الکترونیکی پوشیدنی و قابل برنامه ریزی آینده استفاده کنیم. ”

منبع خبر : www.sciencedaily.com

پایداری سطحی اسید نیتریک بر روی آب
اختراع پارچه خنک کننده و یا عایق کننده خودکار
نیتروژن در مسیر سریع پیوند شیمیایی قرار می‌گیرد
پرورش گاه های مواد شیمیایی زمین در زیر زمین کشف شدند
الکترود صنعتی