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:

Луна поглощает воздух нашей планеты 22.01.2026

Взаимодействие Земли и Луны оказывается не только гравитационным. Новые исследования показывают, что наш естественный спутник постепенно "поглощает" крошечные фрагменты атмосферы Земли, используя для этого солнечный ветер и магнитное поле нашей планеты. Этот процесс исследователи называют космическим каннибализмом. Еще во времена миссий "Аполлон" в 1970-х годах ученые обнаружили в лунном реголите необычные следы воды, углекислого газа, гелия и азота. Стало ясно, что часть этих веществ, включая ионы азота, попала на Луну из верхних слоев земной атмосферы. Долгое время считалось, что подобная передача могла происходить только до того, как Земля сформировала свое магнитное поле. Магнитосфера, как считалось, должна была защищать планету и блокировать утечку атмосферных частиц в космос. Новое моделирование показало, что это представление неверно. Ученые объединили данные лунных образцов с компьютерными моделями и выяснили, что поток ионов усиливается, когда Луна проходит через так ...>>

Игровой компьютер Asus ROG G1000 22.01.2026

Компания Asus представила ROG G1000 - устройство, которое сочетает мощнейшие комплектующие с уникальной системой визуализации, превращая корпус компьютера в полноценный элемент шоу. Главной особенностью новинки стали три голографических вентилятора AniMe Holo, установленных в отдельных стеклянных камерах. Главный вентилятор диаметром 380 мм оснащен от 680 до 720 светодиодов, а два дополнительных вентилятора размером 215 мм имеют по 384-404 светодиода. Они способны воспроизводить голографические изображения, анимации и видео в форматах MP4, GIF, JPEG и PNG, создавая эффект "живых" панелей внутри корпуса. Представители Asus подчеркивают, что эти вентиляторы не участвуют в охлаждении и предназначены исключительно для визуальных эффектов. Управление анимациями осуществляется через программу Armoury Crate, позволяющую пользователю персонализировать отображение по собственному вкусу. Для поддержания оптимальной температуры компонентов ROG G1000 оснащен 420-мм жидкостным охладителем ...>>

Дефицит витамина B12 удваивает риск депрессии 21.01.2026

Питание и баланс микроэлементов играют ключевую роль не только для физического, но и для психического здоровья. Недавние исследования ирландских ученых показывают, что недостаток витамина B12 способен значительно повышать риск развития депрессии у пожилых людей, влияя на работу нервной системы и общее самочувствие. Витамин B12 необходим для правильного формирования эритроцитов, поддержания нервной системы и синтеза ДНК. Его дефицит может проявляться широким спектром симптомов: усталостью, слабостью, запорами, потерей аппетита и веса. У некоторых людей наблюдаются нарушения памяти, дезориентация и снижение когнитивных функций, доходящее до деменции. Особое внимание ученых привлекает анемия, которая является одним из самых опасных последствий недостатка B12. Она может возникать также при дефиците других витаминов группы B, включая фолиевую кислоту, и требует ранней диагностики и коррекции для предотвращения необратимых изменений в организме. Новое исследование показало, что у по ...>>

Бойлер Superheat добывает Bitcoin 21.01.2026

Стартап Superheat представил необычное решение - бытовой водонагреватель с функцией майнинга криптовалюты, который позволяет одновременно греть воду и генерировать доход от вычислительных операций. Модель Superheat H1 сочетает в себе накопительный бойлер объемом 190 литров и специализированный ASIC-компьютер, предназначенный для добычи Bitcoin. При работе чипов выделяется тепло, которое через встроенный теплообменник используется для нагрева воды. Таким образом, энергия, обычно теряемая при майнинге, эффективно применяется в бытовых целях. Разработчики отмечают, что расходы на электроэнергию для владельца устройства сопоставимы с затратами на обычный электрический бойлер. При этом доход от майнинга может частично или полностью компенсировать стоимость подогрева воды, превращая бытовую технику в потенциальный источник дополнительного дохода. Цена Superheat H1 составляет около 2000 долларов, что на 30-40% выше стандартных аналогов, но компенсируется инновационной функциональностью. ...>>

Стратегическое значение меди 20.01.2026

Эксперты предупреждают, что без своевременного наращивания добычи и переработки меди глобальная экономика может столкнуться с серьезным дефицитом уже в ближайшие десятилетия. По прогнозам аналитиков S&P Global, мировой спрос на медь к 2040 году вырастет на 50% и достигнет 42 миллионов метрических тонн. При этом предложение рискует не успеть за ростом потребления, что создаст напряженность на мировых рынках. Об этом в интервью телеканалу CNBC рассказал вицеголова S&P Global Даниэл Ергин. Основным драйвером роста спроса эксперты называют глобальную электрификацию. Медь играет ключевую роль в строительстве дата-центров, развитии энергетических сетей, производстве электромобилей и в оборонной промышленности. Без этого металла реализация масштабных энергетических и технологических проектов будет невозможна. Ергин отметил, что к 2040 году мировое потребление электроэнергии увеличится на 50%, что эквивалентно ежегодному вводу в эксплуатацию около 650 атомных электростанций. М ...>>

Случайная новость из Архива Кальмары умеют слышать 09.02.2019 Морские биологи приступили к исследованию слуха кальмаров с целью узнать, как они воспринимают звуки и реагируют на них в океане. Ученые только недавно приняли тот факт, что головоногие моллюски обладают способностью слышать.Новые эксперименты показали, что звуки разного уровня громкости и частоты заставляют этих животных по-разному себя вести, например, выпускать чернила или менять цвет. Автор исследований Аран Муней (Aran Mooney) из океанографической организации в Массачусетсе, США, заинтересовался кальмарами, так как они представляют собой нечто вроде "краеугольного камня" среди морских видов. Кальмары находятся в самом сердце многих пищевых цепочек. Если они не являются хищниками в этих цепочках, обязательно будут чьей-то добычей. Поэтому ученым важно выяснить, может ли деятельность человека мешать этим животным. Предыдущие исследования установили, что кальмары могут слышать звуки в диапазоне от 50 до 500 Гц, но лучше всего они воспринимают звуки 300 Гц. Таким же слухом обладают рыбы. Для восприятия звуков у кальмаров имеются два близко расположенных друг к другу органа под названием статоцисты. "Статоцисты похожи на вывернутые наизнанку теннисные мячики, - рассказывает Муней. - На них имеются волоски с внутренней стороны, а на клетках этих волосков имеется плотный камешек кальция. Звуковые волны двигаются по телу кальмара, а эти плотные объекты остаются на одном уровне. Волны наклоняют клетки волосков и генерируют нервный импульс в мозг". Реакции кальмаров были достаточно динамичны. Они могли поменять цвет, выпустить струю чернил или начать быстро двигаться. Пока не ясно, меняют ли они цвет из-за испуга или для того, чтобы стать незаметнее. Возможно, кальмары пользуются слухом для ориентации в пространстве, например, для того, чтобы найти дорогу от одного рифа к другому, от поверхности океана к глубине и так далее.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026