Hittegevoelig Materiaal Onthoudt Vier Vormen

{h1}

Een nieuw polymeer kan maximaal vier verschillende vormen "onthouden" en bij elke temperatuur terugkeren naar elke andere.

Een stof die een polymeer wordt genoemd en meestal wordt gebruikt om brandstofcellen te maken, kan tot vier verschillende vormen "onthouden" en naar elk ervan terugkeren bij verschillende temperaturen, volgens nieuw onderzoek.

Het polymeer, of andere soortgelijke, kan worden gebruikt op gebieden variërend van biomedische engineering tot ruimteverkenning.

Perfluorsulfonzuurionomeer (PFSA) is wat bekend staat als een polymeer met vormgeheugen. Een polymeer is een substantie die meestal is gemaakt van herhalende identieke of vergelijkbare moleculen.

De chemische structuur van vormgeheugenpolymeren stelt hen in staat om vormen te "onthouden" onder bepaalde omstandigheden van warmte, magnetisme of vocht. De volgende keer dat ze worden blootgesteld aan die omstandigheden, keren de polymeren terug naar de opgeslagen vormen.

Vormgeheugenpolymeren zijn decennialang in de handel verkrijgbaar in de vorm van isolatie voor bedrading en ander industrieel gebruik. Sommige zijn getest voor gebruik in medische apparaten, zoals stents die van vorm kunnen veranderen in de bloedvaten om klonters te verwijderen. NASA heeft polymeren met vormgeheugen overwogen als een manier om antennes op te vouwen voor lancering en ze vervolgens in de ruimte uit te vouwen.

Maar tot nu toe hebben vormgeheugenpolymeren in totaal slechts twee of drie vormen kunnen bevatten, en die vormen moeten bij bepaalde temperaturen worden gemanipuleerd.

Een geheugen voor vormen

Maar PFSA is anders, zei Tao Xie, een onderzoeker bij General Motors en hoofdauteur van de nieuwe studie.

Het kan maximaal vier verschillende vormen bevatten, inclusief de oorspronkelijke vorm. En zolang de opening tussen elke temperatuur groot genoeg is, kan elke vorm worden toegewezen aan een temperatuur naar keuze van de fabrikant.

Xie haalde het vormgeheugeneffect uit PFSA door dunne films van het materiaal te verwarmen, het opnieuw vorm te geven om een ​​vorm te "fixeren", dan weer te koelen en opnieuw vorm te geven. Bij het opnieuw verwarmen keerde het materiaal terug naar elke vaste vorm, waarbij in totaal maximaal vier vormen werden opgeroepen. Tot nu toe heeft Xie strips van PFSA kunnen draaien, verlengen en inkorten door simpelweg de temperatuur te veranderen.

PFSA heeft eigenschappen die vergelijkbaar zijn met andere bekende polymeren met vormgeheugen, Patrick Mather, hoogleraar biomedische en chemische technologie aan de universiteit van Syracuse, die niet bij het onderzoek betrokken was.

PFSA komt mogelijk echter niet in aanmerking voor een strikte definitie van vormgeheugenpolymeren, omdat het effect sterk afhankelijk is van cycli van periodieke, in plaats van continue verwarming, zei Mather.

Geen speciale chemie vereist

Vanuit wetenschappelijk oogpunt is PFSA "helemaal geen unieke chemie", zegt Ken Gall, een materiaalwetenschapper van Georgia Tech, die ook niet betrokken was bij het werk van Xie.

Maar in de praktijk kan het feit dat de vormgeheugen van PFSA meer voortkomt uit verwarmingsmethoden dan uit speciale chemie belangrijk zijn, zei hij, waardoor fabrikanten minder dure materialen konden gebruiken.

De studie "laat zien dat de vormgeheugeneigenschap veel is over de manier waarop je het materiaal verwerkt en thermomechanisch behandelt," vertelde Gall aan TechNewsDaily.

De volgende stap, zei Xie, is om te zoeken naar vormverschuivende materialen die ook andere nuttige eigenschappen hebben, zoals biocompatibiliteit voor medische apparaten of ultraviolette stralingsbestendigheid voor ruimteapparatuur.

"Het volgende is dat je het wilt uitbreiden naar veel andere materialen of nieuwe materialen wilt maken die dit effect zullen laten zien," zei hij.

Het onderzoek verscheen in het nummer van 10 maart van het tijdschrift Nature.

  • 10 diepgaande innovaties vooruit
  • Productiviteit van het zonnepaneel wordt gestimuleerd door Origami
  • VS Zittend op moeder Lode van zeldzame technische-cruciale mineralen


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com