Kusang paggawa ng pattern na gumagamit ng mga kumplikadong microstrukture sa mga materyales na gawa ng tao

Ang mukha ng polimerisasyon na minarkahan ng mga thermal gradient (pula, mas mataas na temperatura) ay nagbibigay-daan sa kusang pag-pattern ng mga polymer na may mga variable na istraktura, kulay at kawalang-kilos. Kaliskis, 1 cm. Kredito: Kinuha mula sa ACS Central Science 2021, DOI: 10.1021 / acscentsci.1c00110

Lumilikha ang kalikasan ng isang nakakagulat na hanay ng mga patterned na materyales, mula sa mga maselan na mga daliri ng mga kamay hanggang sa mga cheetah camouflage spot. Bagaman ang natural na mga pattern ay kusang nabubuo sa panahon ng pag-unlad, ang pagmomodelo sa mga materyales na gawa ng tao ay mas matrabaho. Ang mga siyentista ay nag-uulat ngayon ACS Central Science natagpuan ang isang madaling paraan upang makabuo ng mga pattern na materyales na may mga kumplikadong mikrostruktura na may mga pagbabago sa mekanikal, thermal at mga katangian ng optikal – nang hindi nangangailangan ng mga maskara, hulma o printer.

Sa mga hayop, nabuo ang mga pattern bago ipanganak bilang tugon sa mga signal na kinokontrol ng genetiko, na madalas na nagbabago ng konsentrasyon kasama ang isang gradient. Sa kaibahan, ang mga tradisyonal na diskarte sa pagmamanupaktura sa paglikha ng mga pattern at istraktura ay nagsasangkot ng maraming mga hakbang, tulad ng pagpupulong ng layer, lithography, casting, o casting. Sina Jeffrey Moore, Nancy Sottos, Philippe Geubelle at mga kasamahan ay nais na bumuo ng isang pamamaraan ng kusang pag-pattern na katulad ng isang biological na proseso.

Ang pangkat ay naglagay ng solusyon ng dicyclopentadiene monomer sa channel at pagkatapos ay pinainit ang isang dulo ng channel. Isang thermally activated ruthenium catalyst na naging sanhi ng polimerize ng monomer at makabuo ng mas maraming init na naglakbay sa pamamagitan ng channel. Ipinagpatuloy ito hanggang sa maubos ang lahat ng magagamit na monomer sa lugar. Sa paglaon, ang init ay naglakbay nang malayo sa pamamagitan ng channel kung saan naroroon ang sariwang monomer, at nagsimula muli ang proseso. Sa pamamaraang ito, gumawa ang koponan ng mga dagta na may regular na suklay at kinokontrol ang taas at spacing ng mga suklay sa pamamagitan ng pagsasaayos ng paunang temperatura ng solusyon. Sa pamamagitan ng paggamit ng isa pang monomer o pagdaragdag ng iba pang mga compound sa solusyon, lumikha ang mga mananaliksik ng mga materyales na may mga pattern ng kulay at kawalang-kilos. Ang bagong pamamaraan ay maaaring magamit minsan upang lumikha ng isang hanay ng mga bagong “matalinong” materyales, mula sa mga gulong o sapatos na tread hanggang sa electronics at biomaterial, sinabi ng mga siyentista.

Sanggunian: “Kusang pagmomodelo habang nasa harap ng polimerisasyon”, ni Evan M. Lloyd, Elizabeth C. Feinberg, Yuan Gao, Suzanne R. Peterson, Bhaskar Soman, Julie Hemmer, Leon M. Dean, Qiong Wu, Philippe H. Geubelle, Nancy R . Sottos at Jeffrey S. Moore, Marso 24, 2021, ACS Central Science.
DOI: 10,1021 / acscentsci.1c00110

Nabanggit ng mga may-akda ang pagpopondo mula sa Air Force Office ng Scientific Research, ang Arnold & Mabel Beckman Foundation, National Science Foundation at ang Illinois Space Grant Consortium.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

82% ng Mga Tao na Na-ospital Sa COVID-19 Bumuo ng Mga Neurological Problems

Isinasaalang-alang ang tomography ng utak. Ang mga pasyente na may mga karamdaman na nagpapahiwatig ng neurological ay kasangkot COVID-19 anim na beses na mas malamang...

“Gobsmacked” – Ang Melanie Wood ng Harvard ay Naging Unang Babae na Nanalo ng $ 1M Waterman Award sa Math

Si Melanie Wood ang unang babaeng nanalo ng isang Waterman Award sa matematika. Kredito: Stephanie Mitchell / Harvard Staff Photographer Kinikilala para sa mga...

Bagong Pagong na Natagpuan sa Huling Cretaceous ng Madagascar

Ang pagbabagong-tatag ng buhay ng Sahonachelys mailakavava, umaatake sa Madagascan na palaka tadpoles na si Belzebufo ay nagprotesta gamit ang isang espesyal na diyeta...

Natuklasan ng mga siyentista na ang loob ng Saturn – ang makapal na layer ng helium – ay nakakaapekto sa magnetic field ng mga...

Ang magnetikong patlang ni Saturn na nakikita sa itaas. Credit-Ancate Barrick / Jones Hopkins University Ginagaya ng mga mananaliksik ang mga kondisyong kinakailangan para...

Lumilikha ang mga mananaliksik ng cybersecurity ng mas mahusay na kanaryo – gamit ang AI upang lumikha ng pekeng mga dokumento

Ang bagong artipisyal na sistema ng katalinuhan ay lumilikha ng mga pekeng dokumento upang linlangin ang mga kalaban. Sa panahon ng World War II, ang...

Newsletter

Subscribe to stay updated.