или войти через:
Ваша корзина пока пуста
favorite_border
Доступно только зарегистрированным пользователям

Нанокожа предлагает материал для медицинских протезных устройств

schedule 15.11.2012 в 16:47 link медицинский робот наноткань Zhenan Bao Stanford University Stanford University
​Американские исследователи во главе с Женан Бао (Zhenan Bao) из Стэнфордского университета (Stanford University) в Калифорнии, создали гибкий, сенсорный, электропроводящий и чувствительный к давлению на полимерной основе материал, который может найти применение для «электронной кожи» для роботов или протезных частей тела, таких как искусственные конечности.



Полимерная матрица состоит из сети случайно разветвленных олигомеров, содержащих несколько групп мочевины. Наличие этих групп приводит к высокой плотности водородных связей внутри сети. Это вносит существенный вклад в структурную целостность строения матрицы. Никелевые частицы рассеяны по всей матрице. Содержание кислорода на поверхности частиц никеля в форме оксида также позволяет водородным связям быть сделанными с мочевинных групп с дополнительными компонентами для структурной устойчивости композита.

Обширные водородные связи приходятся на самовосстановление свойств материала и частиц никеля на его электрическую проводимость и чувствительность к нажиму, как объясняет член команды Бенджамин Ти (Benjamin Tee): "Поскольку водородные связи слабее, чем ковалентные связи, материал соответственно будет повреждать водородные связи. Водородная связь является динамической и это приводит к механическим свойствам исцеления материала. Если материал разрушается, он самопроизвольно восстанавливается и восстанавливает свою механическую прочность в течение примерно 10 минут.

Микро-частицы никеля придают электрическую проводимость материала. "Частицы не должны быть в контакте друг с другом для электропроводности", говорит Ти. "Электроны могут перемещаться между частицами путем квантового туннелирования. Ученые обнаружили, что частицы, которые были микроскопически грубыми, покрыты мелкими шипами, производится более эффективно для проведения матрицы, чем гладкие частицы. Ти говорит, что заряд электрона накапливается на концах поверхности шипов, повышая квантовое туннелирование и тем самым, позволяя более эффективно переносить заряд в матрицу. Команда показала, что если полимер сломан или поврежден, после того как его части расположены вместе, и процесс заживления начинается, электропроводность почти полностью восстановлено в течение приблизительно 15 секунд.

Если внешняя нагрузка приложена к полимеру, это изменение расстояния между частицами никеля приводит к изменению проводимости. Это позволяет электронной кожи обнаружить изменения в давлении или его форма позволила бы производить подвижные соединения, подлежащие мониторингу.

Комментируя всю работу, Уэйн Хейс (Wayne Hayes), специалист в области самовосстановления полимеров в Университете Рединга (University of Reading) в Великобритании, говорит: "Хотя это не первый пример супрамолекулярных полимер-металлических частиц композита, бумага дает представление успешного использования электрической проводимости на пути к излечимым эластомерам и материалам этого типа, которые действительно предлагают путь к излечимым устройствам, особенно в покрытиях или области биомедицины. Хейс добавляет: "Это хороший предварительный результат, но есть значительно более фундаментальная наука, необходимая для понимания механизма исцеления в рамках этого типа композита и дальнейшее развитие работ, необходимых перед такими материалами, которые могут быть использованы в возможностях устройства.

Комментарии: