Материалы портала «Научная Россия»

Искусственная «мышца» заставляет куклу из фольги сгибаться

Искусственная «мышца» заставляет куклу из фольги сгибаться
Ученые из Китая и США дали «бумажной кукле» возможность сгибаться с помощью искусственной мышцы, которая сделана из гибкого и прочного пластмассы-кристалла – полимерных ковалентных органических каркасов (polyCOF). 

Ученые из Китая и США дали кукле, вырезанной из фольги, возможность сгибаться с помощью искусственной мышцы, которая сделана из гибкой и прочной кристаллической пластмассы​ – полимерных ковалентных органических каркасов (polyCOF). Коротко об этом сообщает EurekAlert!, подробное описание материала дано в журнале ACS Central Science.

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 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 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.

[Фото: AMERICAN CHEMICAL SOCIETY]

Источник: www.eurekalert.org

covalent organic frameworks пластмасса-кристалл пластмассы полимерные ковалентные органические каркасы

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.