طراحی پلیمر خود ترمیم‌ شونده برای ساخت عضلات مصنوعی

در دستاورد بزرگی که می‌تواند یک نقطه‌ عطف انقلابی در حوزه رباتیک و پروتز باشد، دانشمندان مواد دانشگاه استنفورد یک پلیمر فوق کشسان و خود ترمیم‌ شونده تولید کرده‌اند که می‌تواند به عنوان یک عضله مصنوعی انعطاف‌پذیرتر عمل کند.

موبنا -این پلیمر که Fe-Hpdca-PDMS نام دارد، در زمان کشیده شدن زیاد می‌تواند مجددا در دمای اتاق به وضعیت اولیه‌اش بازگردد. در حالی که “الاستومرهای” رایج از قابلیت کشیده شدن تا دو یا سه برابر طول اولیه‌شان برخوردارند، این ماده جدید می‌تواند تا بیش از 100 برابر طول خود کشیده شود.

ویژگی جالب‌تر این ماده مصنوعی جدید، قابلیت خود ترمیم‌ شوندگی آن است. زمانی که پلیمر به نصف بریده می‌شود، “الاستومر” در صورت قرار گرفتن لبه‌ها در نزدیکی یکدیگر می‌تواند مجددا متصل شود. ماده در این حالت تا 90 درصد کشسانی و قدرت خود را حفظ خواهد کرد.

برای مثال اگر این ماده سوراخ شود، می‌تواند آن را پوشش دهد. این قابلیت خارق‌العاده از این رو رخ می‌دهد که مولکول‌های آهن در یک لبه سوراخ به مولکول‌های اکسیژن و نیتروژن در لبه دیگر جذب می‌شوند.

این ماده از زنجیره‌های طولانی پلیمر که بطور تصادفی در هم تنیده شده‌اند ساخته شده که حاوی ترکیب اتم‌های اکسیژن، کربن، سیلیکون و نیتروژن با نمک آهن هستند. پیوندهای شیمیایی بین اتم‌های آهن و نیتروژن و اکسیژن شکل گرفته و زنجیره‌های پلیمر را در اتصالات عرضی مانند تور ماهیگیری به هم متصل می‌کند.

این اتصالات عرضی به زنجیره‌های پلیمر اجازه می‌دهد تا بدون لغزش از کنار هم حرکت کنند که به ماده اجازه کشش می‌دهد. زمانی که این اتصالات کشیده شده، شکسته یا بازچینی می‌شوند، شکل ماده تغییر می‌کند. با تغییر چینش ماده، اتصالات عرضی به شکل و اندازه اولیه خود باز می‌گردند.

این تحقیق در مجله Nature Chemistry منتشر شده است.

 منبع: ایسنا

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

2 + شش =

دنبال کنید @ اینستاگرام