Искусственная мышца из кристаллической пластмассы

19.07.2019

Ковалентные органические каркасы (covalent organic frameworks, COFs) - класс легких твердых материалов, в которых простые органические строительные блоки, такие как углеродсодержащие молекулы, связаны с борной кислотой или альдегидными группами, с ковалентными связями. В целом по своему составу этот материал не отличается от обычных пластмасс, однако на молекулярном уровне у него совершенно иная структура. Если в твердых пластмассах полимерные цепи молекул соединяются хаотично, то в COF они образуют кристаллическую структуру. Между этими цепями образуются поры, благодаря чему материал очень легкий.

COF можно использовать для хранения газа (например, водорода) и для доставки лекарств. Однако эти каркасы обычно существуют в виде нано- или микроразмерных кристаллических порошков - они хрупкие и из них нельзя сделать более крупные листы или мембраны, которые были бы полезны для многих практических применений. Ученые попытались улучшить механические свойства COF, используя линейные полимеры в качестве строительных блоков.

Исследователи из Китая и США получили полимерные ковалентные органические каркасы (polyCOF) на основе существующей структуры COF, но во время синтеза соединения они добавляли полиэтиленгликоль (ПЭГ) к реагентам. Цепи ПЭГ перекрывали пористое пространство COF, создавая более компактную, прочную и стабильную структуру. В отличие от обычных каркасов, полимерные каркасы можно включать в гибкие мембраны, которые могут многократно изгибаться, скручиваться или растягиваться без повреждений.

Чтобы продемонстрировать, как polyCOF можно использовать в качестве искусственной мышцы, команда сделала из фольги куклу, к которой прикрепили полученную мембрану. Под воздействием паров этанола кукла "садилась", а когда потом паров прекращался - ложилась обратно. Исследователи повторили эти действия несколько раз, заставляя куклу сгибаться. По словам исследователей, расширение пор polyCOF под воздействием газа, вероятно, объясняет гимнастические "способности" куклы.

<< Назад: Получена металлическая форма водорода 20.07.2019

>> Вперед: Neurolink - мозговой мини-имплант 19.07.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Носимый ультразвуковой пластырь UPatch для мониторинга беременности 19.06.2026

Беременность - один из самых ответственных периодов в жизни женщины, когда выявление любых отклонений может сыграть решающую роль в здоровье матери и ребенка. Современные методы мониторинга, такие как периодическое ультразвуковое исследование и кардиотокография, имеют серьезные ограничения: они дают лишь кратковременные снимки состояния и часто сопровождаются ложными тревогами. Ученые предложили инновационное решение в виде носимого ультразвукового пластыря, который способен вести непрерывное наблюдение за плодом прямо в утробе матери. Эта технология, получившая название UPatch, открывает новые возможности для раннего обнаружения осложнений и более полного понимания развития ребенка. Разработка UPatch представляет собой первый в своем роде мягкий носимый ультразвуковой датчик, способный в реальном времени фиксировать анатомические структуры плода, кровоток в сосудах и работу пуповины. Устройство компенсирует движения плода и слабые сигналы из глубоких тканей благодаря специальным ал ...>>

Планшет-бумбокс Lenovo Tab Plus Gen 2 18.06.2026

Компания Lenovo представила Tab Plus Gen 2 - обновленную версию популярной модели 2024 года. Новинка получила более крупный дисплей, усиленную аудиосистему и современное программное обеспечение, что делает ее привлекательным выбором для тех, кто любит смотреть видео, слушать музыку и работать в мобильном формате. Устройство сочетает в себе возможности планшета и портативной колонки, подчеркивая акцент на развлечениях. Одним из главных улучшений стал экран, диагональ которого выросла с 11,5 до 12,1 дюйма. Это LCD-панель с высоким разрешением 2560 х 1600 пикселей (2,5K), частотой обновления 120 Гц, поддержкой Dolby Vision и HDR10. В режиме высокой яркости дисплей способен достигать 800 нит, что обеспечивает комфортное восприятие контента даже в хорошо освещенных помещениях. Благодаря этим характеристикам изображение становится более детализированным и плавным. Особое внимание производитель уделил звуку. Аудиосистема планшета теперь включает девять динамиков JBL с поддержкой Dolby A ...>>

Случайная новость из Архива Распечатать робота 27.11.2015 Чтобы напечатать на трехмерном принтере плавучего микроробота в форме акулы, исследователи из Калифорнийского университета в Ла-Хойе во главе с профессорами Чэнь Шаочэнем и Джозефом Ванном использовали микроэлектромеханическое устройство. Оно состоит из двух миллионов зеркал, каждое из которых оснащено собственным приводом. По команде приводы придают каждому зеркалу нужный наклон, и падающий на них луч ультрафиолетового света разбивается на части так, что каждый новый лучик освещают нужную точку. В этой точке затвердевает светочувствительная жидкость, в данном случае это был гидрогель из полиэтиленгликольдиакрилата. Одновременно идет печать множества крошечных фигурок. Но это еще не все. Печать идет слоями, поэтому, приливая новые жидкости и удаляя старые, можно менять состав фигурки. В частности, в хвост микроакулы размером 120х30 мкм встроили наночастицы платины, а в нос - оксида железа. Платина разлагает перекись водорода (а именно в ее растворе плавали экспериментальные рыбки) и обеспечивает их движение; магнитные частицы в носу позволяют управлять этим движением. Кроме того, в верхний слой рыбок включили наногранулы полидиацетилена - это вещество связывается с молекулами пчелиного яда - и краситель, светящийся красным при взаимодействии с ядом. Запустив рыбок в раствор, содержащий перекись и яд, исследователи убедились в успехе: рыбки быстро поглотили последний и засветились. Теперь с помощью других наночастиц в хвосте надо научить рыбок пользоваться энергией из компонентов биологических жидкостей, и тогда они послужат сенсорами на опасные вещества либо средствами доставки лекарств.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026