یک گروه تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور ژو جین در موسسه فناوری و مهندسی مواد نینگبو (NIMTE) آکادمی علوم چین (CAS)  پلی‌یورتانی با خواص عالی کشش پذیری، چقرمگی، خود ترمیم شوندگی و حتی ترمیم حرارتی تولید کردند که عملکردهای بیولوژیکی عضلات انسان را تقلید می‌کند. این مطالعه در Advanced Functional Materials منتشر شد.

به عنوان یک ایده با ارزش بالا برای نسل بعدی دستگاه‌های الکترونیکی، وسایل الکترونیکی قابل کشش هستند که با اشکال نرم و منحنی مطابقت داشته و بنابراین انتظار می‌رود که نقش سازنده‌تری در عصر هوش مصنوعی ایفا کرده و تغییرات بیشتری را در زندگی روزمره مردم ایجاد کنند.

الاستومرها در قطعات الکترونیکی قابل کشش گنجانده شده و به آنها خواص مکانیکی متفاوت یا حتی ویژگی‌های اضافی مانند خودترمیمی برای حفظ دوام و پایداری وسایل الکترونیکی کششی می‌دهند. با این حال، مبادله بین خواص مکانیکی (یعنی کشش پذیری و چقرمگی) و خودترمیمی، بهینه سازی خواص کلی ماتریس الاستیک را محدود می‌کند.

ساخت وسایل الکترونیکی قابل کشش بر پایه پلی‌یورتان با کارایی بالا و با الهام از علم بیولوژیک

محققان NIMTE با الهام از خواص بیولوژیکی ماهیچه‌های انسان، پلی‌یورتان (DA-PU) را برای وسایل الکترونیکی کششی سنتز کردند که شامل گروه‌های دهنده و گیرنده است که به طور متناوب در امتداد زنجیره اصلی توزیع شده‌اند تا به گیرنده‌دهنده درون زنجیره‌ای و بین زنجیره‌ای دست یابند .(D-A) 

به موجب پروتئین تیتین (titin) ماهیچه‌های اسکلتی، عضلات انسان می‌توانند صدها چرخه تمرکز/آرامش را در زمان کوتاهی انجام دهند. فعل و انفعالات ثانویه درون مولکولی تیتین می‌تواند برگشت پذیر پاره شده و برای بازیابی عضله تا گردد.

به طور مشابه، به لطف خودآرایی برگشت پذیر D-A، DA-PU می‌تواند چرخه‌های تمرکز/آرامش یکسان یا بیشتر را بدون تغییر شکل دائمی انجام دهد. خود مونتاژ D-A ساختار شبکه متشکل از فازهای نرم و سخت در پلی‌یورتان را تثبیت کرده و آن را مانند ماهیچه‌های انسان الاستیک، فوق العاده سخت و بادوام کرد.

در جزئیات، DA-PU عملکردهای مکانیکی شگفت‌انگیزی را با کشیدگی در شکست ۱۹۰۰٪ و چقرمگی ۱۷۵.۹ MJ m-3 به نمایش گذاشت. آزمایش‌های آرام‌سازی کششی و تنش چرخه‌ای خواص ضد خستگی و آرامش ضد استرس قابل توجه آن را ثابت کردند. حتی در صورت تغییر شکل تحت فشار زیاد یا کشش طولانی مدت، می توان تقریباً به طور کامل با اصلاح حرارتی در دمای ۶۰ درجه سانتیگراد ترمیم کرد. سرعت خود ترمیمی DA-PU به ۱.۰-۶.۱۵ میکرومتر در دقیقه از ۶۰ تا ۸۰ درجه سانتی گراد رسید که با افزایش دما به تدریج افزایش یافت.

علاوه بر این، محققان یک حسگر خازنی قابل کشش بر اساس DA-PU ساختند که قابلیت کشش، ضد خستگی و خود ترمیمی قابل توجهی را حتی پس از تغییر شکل و قطع شدن حیاتی نشان داد.

این استراتژی ممکن است تحقیق و توسعه یک سری از مواد الاستیک سخت و خود ترمیم شونده را که در زمینه الکترونیک با قابلیت کشش به کار می‌روند، روشن کند.

 

برای اطلاعات بیشتر در رابطه با محصولات پلی‌یورتانی  و خرید سیستم‎‌های برودتی مانند فوم یخچالی   روی کلمه مورد نظر کلیک کنید.

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

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