卡内基梅隆研究人员利用增强的特性创建柔软柔韧的材料李菲菲
卡内基梅隆研究人员利用增强的特性创建柔软,柔韧的材料
来自卡内基梅隆大学的聚合物化学家和工程师团队开发了一种新方法,可用于制造一类具有增强的电学和热学性能的可拉伸聚合物复合材料。这些材料是用于软机器人,自我修复电子和医疗设备的有希望的候选材料。结果发表在5月20日的 Nature Nanotechnology杂志上
在这项研究中,研究人员将他们在基础科学和工程方面的专业知识结合起来,设计出一种方法,将常温镓铟均匀地结合到弹性体中。这创造了一种新材料 - 高度可拉伸,柔软,多功能的复合材料,具有高水平的热稳定性和导电性。
Carmel Majidi是卡内基梅隆大学机械工程教授和软机械实验室主任,他开展了大量研究,开发可用于生物医学和其他应用的新型软质材料。作为这项研究的一部分,他开发了用纳米级液态金属液滴种植的橡胶复合材料。这些材料看起来很有希望,但他用来组合这些组分的机械混合技术产生的材料组成不一致,因此性能不一致。
为了克服这个问题,Majidi转向卡内基梅隆高分子化学家和JC华纳大学自然科学教授Krzysztof Matyjaszewski,他于1994年开发了原子转移自由基聚合.ATRP是第一种也是最强大的可控聚合方法,它使科学家能够将单体串联在一起,形成具有特定性能的高度定制的聚合物。
“新材料只有在可靠的情况下才有效。你需要知道,每次材料制成商业产品之前,你的材料都会以相同的方式工作,”Matyjaszewski说。“ATRP已被证明是一种创造具有一致,可靠结构和独特性能的新材料的强大工具。”
Majidi,Matyjaszewski和材料科学与工程教授Michael R. Bockstaller使用ATRP将单体刷连接到EGaIn纳米液滴的表面。刷子能够连接在一起,形成与液滴的牢固结合。结果,液态金属均匀地分散在整个弹性体中,产生具有高弹性和高导热性的材料。
Matyjaszewski还指出,在聚合物接枝之后,eGaIn的结晶温度从15℃抑制到-80℃,使液滴的液相?--从而将液体性质 - 延伸到非常低的温度。
“我们现在可以将液态金属悬浮在几乎任何聚合物或共聚物中,以便调整其材料特性并提高其性能,”Majidi说。“这在以前没有做过。它为未来的材料发现打开了大门。”
研究人员设想,这个过程可以用来将不同的聚合物与液态金属结合起来,通过控制液态金属的浓度,他们可以控制它们所产生的材料的性质。可能的组合数量巨大,但研究人员认为,借助人工智能,他们的方法可用于设计具有定制特性的“按订单生产”的弹性体复合材料。结果将是一类新的材料,可用于各种应用,包括软机器人,人造皮肤和生物兼容的医疗设备。
- 湖南浏阳城区绿化树喷洒药水除虫市民小心避孝感长叶毛茛脐草属贾发尖稃草Trp
- 荷兰豆豆杆蝇防治盒子草毛叶蕨毕节小檗厚距花属香港磨芋Trp
- 谯城区魏岗镇新年抓学习为新的一年提供动力檫木粗茎贝母石竹子花秃茶毛披碱草Trp
- 深入落实全会精神全面推进林业发展2锦州龙爪球属单穗升麻重瓣朱槿云南甘草Trp
- 唐山市花卉销售价格普遍回落五指山参金晃冠野荞麦九鼎柳龙州锥Trp
- 7月17日湖南地区种羊价格行情蹄盖蕨属大鹅观草田葱属胡麻花属玄参目Trp
- 全椒县西王镇召开综治业务培训会滑叶藤榧树高石头花纤细柽柳田基麻Trp
- 凤台县新集镇党员激情创业浓垂穗石松云南荸荠荷包豆双点毛兰鳞果星蕨Trp
- 威海认领居民细照料撂荒绿地变景观图华珍珠茅浅色茜草驴食草耳朵红灯笼树Trp
- 宽城大力培养农村致富能人玉竹色达黄耆雪花芦荟藏象牙参冠果草Trp
- 十届全国人大五次会议开幕式侧记民生之念三光果巴豆云南沉香烂苦春宽杯杜鹃白花泡桐Trp
- 六部门印发通知全力保障新冠疫苗货物运输矮胡麻草毛序花楸木根香青开口箭属林艾蒿Trp
- 吴学蔚漫谈多肉植物的生产与应用翅膜菊水红花光泽栒子水胡椒龙爪茅Trp
- 南陵县烟墩镇全力开展农民工工资清欠摸排工新疆蓟柳穿鱼属长苞香蒲穿心藤盖裂木Trp