Penciptaan pola dengan mikrostruktur kompleks secara spontan dalam bahan sintetis

Bagian depan polimerisasi yang ditandai oleh gradien panas (merah, suhu lebih tinggi) memungkinkan pola polimer secara spontan dengan berbagai tekstur, warna, dan kekakuan. Batang tangga, 1 cm. Kredit: diadaptasi dari ACS Central Science 2021, DOI: 10.1021 / acscentsci.1c00110

Alam menghasilkan berbagai macam bahan cetakan yang menakjubkan, dari punggung sensitif di ujung jari seseorang hingga titik kamuflase cheetah. Meskipun pola alam muncul secara spontan selama perkembangan, membuat pola pada bahan sintetis lebih sulit. Sekarang, peneliti melaporkannya ACS Central Science mereka telah menemukan cara mudah untuk membuat bahan yang distempel dengan mikrostruktur kompleks dengan variasi sifat mekanik, termal dan optik, tanpa perlu masker, cetakan atau printer.

Pada hewan, pola terbentuk sebelum kelahiran sebagai respons terhadap sinyal yang dikendalikan secara genetik yang sering kali bervariasi dalam konsentrasi di sepanjang gradien. Sebaliknya, pendekatan manufaktur tradisional untuk membuat pola dan struktur melibatkan banyak langkah, seperti perakitan lapis demi lapis, litografi, pemodelan, atau pengecoran. Jeffrey Moore, Nancy Sottos, Philippe Geubelle dan rekannya ingin mengembangkan metode pola spontan yang lebih mirip dengan proses biologis.

Tim menempatkan larutan monomer disiklopentadiena dalam sebuah saluran kemudian memanaskan salah satu ujung saluran tersebut. Panas mengaktifkan katalis rutenium, yang menyebabkan monomer berpolimerisasi, menghasilkan lebih banyak panas saat bergerak melalui saluran. Ini berlanjut sampai semua monomer yang tersedia di wilayah tersebut dikonsumsi. Akhirnya, panas merambat lebih jauh ke dalam kanal ke tempat di mana terdapat monomer segar, dan prosesnya dimulai lagi. Dengan teknik ini, tim menghasilkan resin dengan punggungan biasa dan mengontrol ketinggian dan jarak punggungan dengan menyesuaikan suhu awal larutan. Dengan menggunakan monomer berbeda atau menambahkan senyawa lain ke dalam larutan, para peneliti membuat bahan dengan pola warna dan kekakuan. Para peneliti mengatakan metode baru suatu hari nanti dapat digunakan untuk membuat berbagai bahan “pintar” baru, dari bantalan ban atau sepatu hingga elektronik dan biomaterial.

Referensi: “Pola Spontan Selama Polimerisasi Frontal” oleh Evan M. Lloyd, Elizabeth C. Feinberg, Yuan Gao, Suzanne R. Peterson, Bhaskar Soman, Julie Hemmer, Leon M. Dean, Qiong Wu, Philippe H. Geubelle, Nancy R. Sottos dan Jeffrey S. Moore, 24 Maret 2021, ACS Central Science.
DOI: 10.1021 / acscentsci.1c00110

Para penulis mengakui pendanaan dari Kantor Riset Ilmiah Angkatan Udara, Yayasan Arnold & Mabel Beckman, Yayasan Sains Nasional, dan Konsorsium Pemberian Luar Angkasa Illinois.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Alat-alat baru dibutuhkan untuk mencegah pandemi penyakit tanaman

Mengamati penyakit tanaman dapat mengungkapkan keamanan pangan. Penyakit tanaman tidak berhenti di perbatasan negara, dan kilometer lautan juga tidak mencegah penyebarannya. Itulah mengapa pengawasan...

Ilmuwan Menjelajahi Tesla Roads Jangan Ambil – Dan Temukan Kekuatan Baru Berguna dalam Penemuan Centennial

Foto eksposur ganda Nikola Tesla pada bulan Desember 1899 duduk di laboratoriumnya di Colorado Springs di sebelah kaca pembesar generator tegangan tinggi sementara mesin...

Untuk Mempercepat Akses, Mikroskopi yang Sangat Dapat Diputar Meninggalkan “Di Bawah Kisi”

Contoh desain ubin yang digunakan pada ulat percobaan C. elegans. Mesin non-grid memberi model fleksibilitas sementara untuk dengan cepat memasuki lingkungan yang menyenangkan....

Lingkar Kuno Munculnya Tektonik Lempeng Data 3,6 Miliar Tahun Lalu – Peristiwa Penting untuk Memperkaya Kehidupan Bumi

Zirkonia yang dipelajari oleh tim peneliti, difoto menggunakan katodoluminesensi, memungkinkan tim untuk melihat bagian dalam kristal menggunakan mikroskop elektron khusus. Lingkar zirkon adalah...

Bisakah kita mengurangi kecanduan opioid? [Video]

Pada 2017, jutaan orang di seluruh dunia kecanduan opioid dan 115.000 meninggal karena overdosis. Opioid adalah obat penghilang rasa sakit paling manjur yang kita miliki,...

Newsletter

Subscribe to stay updated.