Znajdź zawartość
Wyświetlanie wyników dla tagów 'polimer' .
Znaleziono 38 wyników
-
Świat ma coraz większy problem z plastikowymi odpadami. By mu zaradzić chemicy z Cornell University opracowali nowy polimer o właściwościach wymaganych w rybołówstwie, który ulega degradacji pod wpływem promieniowania ultrafioletowego, dowiadujemy się z artykułu opublikowanego na łamach Journal of the American Chemical Society. Stworzyliśmy plastik o właściwościach mechanicznych wymaganych w komercyjnym rybołówstwie. Jeśli wyposażenie to zostanie zgubione w wodzie, ulegnie degradacji w realistycznej skali czasowej. Taki materiał może zmniejszyć akumulowanie się plastiku w środowisku, mówi główny badacz, Bryce Lipinski, doktorant z laboratorium profesora Geoffa Coatesa. Uczony przypomina, że zgubione wyposażenie kutrów rybackich stanowi aż połowę plastikowych odpadów pływających w oceanach. Sieci i liny rybackie są wykonane z trzech głównych rodzajów polimerów: izotaktycznego polipropylenu, polietylenu o wysokiej gęstości oraz nylonu-6,6. Żaden z nich nie ulega łatwej degradacji. Profesor Coates od 15 lat pracuje na nowym rodzajem plastiku o nazwie izotaktyczny tlenek polipropylenu (iPPO). Podwaliny pod stworzenie tego materiału położono już w 1949 roku, jednak zanim nie zajął się nim Coates niewiele było wiadomo o jego wytrzymałości i właściwościach dotyczących fotodegradacji. Lipinski zauważył, że iPPO jest zwykle stabilny, jednak ulega degradacji pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. W laboratorium widać skutki tej degradacji, jednak są one niewidoczne gołym okiem. Tempo rozpadu tworzywa zależy od intensywności promieniowania. W warunkach laboratoryjnych łańcuch polimerowy uległ skróceniu o 25% po 30-dniowej ekspozycji na UV. Ostatecznym celem naukowców jest stworzenie plastiku, który będzie rozpadał się całkowicie i nie pozostawi w środowisku żadnych śladów. Lipinski mówi, że w literaturze fachowej można znaleźć informacje o biodegradacji krótkich łańcuchów iPPO. Uczony ma jednak zamiar udowodnić, że całkowitemu rozpadowi będą ulegały tak duże przedmioty jak sieci rybackie. « powrót do artykułu -
Naukowcy z Uniwersytetu Śląskiego opracowali metodę syntezy, która umożliwia produkcję czystego chemicznie polikaprolaktonu (PCL-u). Jest to polimer ulegający naturalnemu rozkładowi w okresie około dwóch lat. Wykazuje on zgodność tkankową, co oznacza, że może być stosowany w przemyśle farmaceutycznym i medycznym. Dodatkowo polimer ten ma dobre właściwości przetwórcze, jest rozpuszczalny w wielu rozpuszczalnikach organicznych oraz może tworzyć mieszalne blendy polimerowe. Powyższe właściwości sprawiają że ma szerokie zastosowania wielkotonażowe, co przekłada się na zainteresowanie wielu ośrodków naukowych i przemysłowych. PCL może być stosowany jako: nośnik w układach kontrolowanego uwalniania leków, podłoże do hodowli tkanek w inżynierii tkankowej bądź materiał wypełniający. Dzięki temu, że naturalnie rozkłada się w organizmie ludzkim, może być również wykorzystywany do produkcji wchłanialnych nici chirurgicznych czy implantów z pamięcią kształtu, takich jak klamry do łączenia złamań kości czy specjalne pręty stosowane do leczenia schorzeń kręgosłupa. Zważywszy na interesujące właściwości, polimer ten znajduje także zastosowanie w przemyśle – jako dodatek do opakowań i folii biodegradowalnych, a w połączeniu ze skrobią może być używany do wyrobu tworzywa, z którego otrzymywane są jednorazowe talerzyki czy kubki. Ze względu na wielkotonażową produkcję PCL-u i jego szerokie zastosowanie w medycynie, ważne jest usprawnianie procesu jego produkcji, najczęściej poprzez modyfikacje sposobu jego otrzymywania. Docelowo proces ten powinien być kontrolowany w taki sposób, aby producenci otrzymywali PCL o określonych, pożądanych właściwościach przy obniżonych wymaganiach technologicznych. Jest to trudne zadanie przede wszystkim ze względu na potencjalne zastosowanie PCL-u w medycynie, gdzie wyprodukowane z niego narzędzia czy obiekty mają kontakt z tkanką ludzką, co wymusza ponadprzeciętną czystość wymaganą przez producentów. Ponadto produkcja tego polimeru powinna być przyjazna dla środowiska naturalnego. Interesujące rozwiązanie zaproponowali naukowcy z Uniwersytetu Śląskiego. Zmienili warunki, w których prowadzony jest proces polimeryzacji ε-kaprolaktonu (ε-CL), umożliwiając produkcję polimerów o niespotykanej czystości . Alternatywą okazało się zastosowanie wody jako inicjatora reakcji chemicznej oraz wysokiego ciśnienia jako jej katalizatora. Obecność wody pozwala kontrolować przebieg reakcji, natomiast przeprowadzenie jej w warunkach wysokiego ciśnienia umożliwia otrzymanie produktu o dużej czystości, oznaczającej m.in. brak zawartości jonów metali i zanieczyszczeń organicznych oraz nieorganicznych. Tak otrzymany PCL może być stosowany nie tylko w przemyśle, ale i w medycynie, m.in. do produkcji nici chirurgicznych, jako nośnik leków czy szkielet w inżynierii tkankowej. Ponadto zaproponowany sposób ciśnieniowej polimeryzacji ε-kaprolaktonu pozwala na uproszczenie składu mieszaniny reakcyjnej, co skutkuje obniżeniem kosztów produkcji. Opisane rozwiązanie zostało objęte ochroną patentową. Autorami wynalazku są pracownicy Wydziału Nauk Ścisłych i Technicznych: mgr inż. Andrzej Dzienia, dr inż. Paulina Maksym, dr hab. Magdalena Tarnacka, dr hab. Kamil Kamiński, prof. UŚ oraz prof. zw. dr hab. Marian Paluch. « powrót do artykułu
-
Już w poprzedniej dekadzie interesowano się zastosowaniem interferencji RNA (wyciszania lub wyłączania ekspresji genu przez dwuniciowy RNA) w leczeniu nowotworów. Cały czas problemem pozostawało jednak dostarczanie RNA o sekwencji zbliżonej do wyłączanego wadliwego genu. Naukowcy z MIT-u zaproponowali ostatnio rozwiązanie - zbitki mikrogąbek z długich łańcuchów kwasu nukleinowego. Skąd problem z dostarczaniem? Małe interferujące RNA (siRNA, od ang. small interfering RNA), które niszczą mRNA, są szybko rozkładane przez enzymy zwalczające wirusy RNA. Paula Hammond i jej zespół wpadli na pomysł, by RNA pakować w tak gęste mikrosfery, że są one w stanie wytrzymać ataki enzymów aż do momentu dotarcia do celu. Nowy system wyłącza geny równie skutecznie jak wcześniejsze metody, ale przy znacznie zmniejszonej dawce cząstek. Podczas eksperymentów Amerykanie wyłączali za pomocą interferencji RNA gen odpowiadający za świecenie komórek nowotworowych u myszy. Udawało im się to za pomocą zaledwie 1/1000 cząstek potrzebnych przy innych metodach. Jak tłumaczy Hammond, interferencję RNA można wykorzystać przy wszystkich chorobach związanych z nieprawidłowo funkcjonującymi genami, nie tylko w nowotworach. Wcześniej siRNA wprowadzano do nanocząstek z lipidów i materiałów nieorganicznych, np. złota. Naukowcy odnosili większe i mniejsze sukcesy, ale nadal nie udawało się wypełnić sfer większą liczbą cząsteczek RNA, bo krótkich łańcuchów nie można ciasno "ubić". Ekipa prof. Hammond zdecydowała się więc na wykorzystanie jednej długiej nici, którą łatwo zmieścić w niewielkiej sferze. Długoniciowe cząsteczki RNA składały się z powtarzalnych sekwencji nukleotydów. Dodatkowo segmenty te pooddzielano krótkimi fragmentami, rozpoznawanymi przez enzym Dicer, który ma za zadanie ciąć RNA właśnie w tych miejscach. Podczas syntezy RNA tworzy arkusze, które potem samorzutnie zwijają się w bardzo zbite gąbkopodobne sfery. W sferze o średnicy 2 mikronów mieści się do 500 tys. kopii tej samej sekwencji RNA. Potem sfery umieszcza się na dodatnio naładowanym polimerze, co prowadzi do dalszego ich ściskania. Średnica wynosi wtedy zaledwie 200 nanometrów, a to niewątpliwie ułatwia dostanie się do komórki. W komórce Dicer tnie długą nić na serię 21-nukleotydowych nici.
-
Niewykluczone, że w przyszłości uszkodzone naczynia krwionośne będą nam naprawiać samonapędzające się mikromaszyny przypominające pająki. Stworzył je Ayusman Sen z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii. W jego wydaniu składają się one z podzielonych na połówki złotą i krzemionkową sfer. Sfery o średnicy mniejszej niż jeden mikrometr są napędzane za pomocą dołączonego do połówki z ditlenku krzemu katalizatora Grubbsa. Po umieszczeniu "pająków" w roztworze norbornenu (monomeru) katalizator Grubbsa przyspiesza reakcję metatetycznej polimeryzacji cykloolefin z otwarciem pierścienia (ROMP), w wyniku której z norbornenu powstaje polinorbornen. Ostatecznie wokół złotej połówki znajduje się o wiele więcej monomeru. Wzrost gradientu osmotycznego prowadzi do przepływu rozpuszczalnika na złotą stronę (naukowcy wyliczają, że wskaźnik dyfuzji wzrasta nawet do 70%), co skutkuje wprawieniem sfery w ruch. Sen i inni kontrolowali ruch sfer, umieszczając w rogach zbiornika grudki żelu nasączonego norbornenem. W przyszłości Amerykanie chcą opracować mikropająki, które będą napędzane związkami występującymi w ludzkim organizmie, np. glukozą. Sen widzi dla nich różne zastosowania: od sklejania szczelin w ścianie naczyń po wykrywanie nowotworów.
-
Specjaliści z Uniwersytetu w Cardiff opracowali nową technikę, która pozwala zwalczyć lekooporne bakterie i jednocześnie ochronić pacjentów przed niepożądanymi efektami ubocznymi. Zespół dr Elaine Ferguson ze Szkoły Stomatologii zastosował połączone z kolistyną (antybiotykiem należącym do polimyksyn) biodegradowalne nanopolimery. Mimo zdolności zwalczania bakterii dysponujących zapewniającym antybiotykooporność enzymem zwanym metalo-β-laktamazą z Nowego Delhi (ang. New Delhi metallo-beta-lactamase 1, NDM-1), wykorzystanie kolistyny było bardzo ograniczone ze względu na jej neuro- i nefrotoksyczność. Naukowcy z Cardiff mają nadzieję, że nowa metoda pomoże przywrócić do łask nie tylko kolistynę, ale i inne z różnych względów zapomniane leki, zwłaszcza że jak zauważa Ferguson, pomimo intensywnych badań w ciągu ostatnich 30 lat opracowano tylko dwie nowe klasy antybiotyków. Polimer jak tarcza osłania cząsteczkę leku, sprawiając, że jest ona mniej toksyczna dla organizmu. W zainfekowanych miejscach występuje zaś enzym, który usuwa polimer, aktywując medykament wtedy i tam, gdzie jest potrzebny. Ferguson wspomagali naukowcy rozmaitych specjalności z jej własnej uczelni, a także koledzy z Uniwersytetu Bristolskiego.
-
Na Rice University powstał polimer, który wzmacnia się pod wpływem obciążenia. Wykazuje zatem właściwości podobne do kości czy mięśni, które ulegają wzmocnieniu wskutek regularnego używania. Odkrycia właściwości polimeru dokonał Bren Carey badając materiał stworzony w laboratorium profesora Pulickela Ajayana. Zadaniem Careya było sprawdzenie, jak poli(dimetylosiloksan) wzbogacony pionowo ułożonymi wielościennymi nanorurkami reaguje na wielokrotne obciążenia. Ku swojemu zdziwieniu odkrył, że nie dochodzi do zużycia materiału, ale do jego wzmocnienia. Młody magistrant poddał polimer próbie polegającej na ściskaniu go pięć razy w ciągu sekundy. Po ośmiu dobach i 3.500.000 ściśnięć okazało się, że polimer jest o 12% bardziej wytrzymały niż był przed badaniem. Naukowcy od dawna wiedzą, że pod wpływem deformacji metale mogą zwiększać swoją wytrzymałość wskutek zmian w ich strukturze krystalicznej. Dotychczas jednak polimery, zbudowane z długich łańcuchów, nie zachowywały się w ten sposób. Uczeni z Rice nie wiedzą jeszcze, dlaczego ich materiał stał się bardziej wytrzymały.
-
Australijscy naukowcy nałożyli na tworzywo sztuczne cienką warstwę metalu, a następnie użyli strumienia jonów do zmieszania metalu z polimerem. Uzyskali w ten sposób materiał, który jest tani, wytrzymały, elastyczny i przewodzi prąd. Badania zespołu profesorów Paula Mareditha i Bena Powella z University of Queensland oraz profesora Adama Micolicha z University of New South Wales zostały opisane w magazynie ChemPhysChem. Uczeni od niemal 30 lat starali się zastosować strumienie jonów, szeroko wykorzystywane w przemyśle półprzewodnikowym, w produkcji przewodzących materiałów. Jednak dotychczas sprawdzały się one jedynie w pracy z krzemem. Naszemu zespołowi udało się zastosować strumień jonów do zmiany właściwości plastiku tak, by przewodził prąd jak metale, a nawet by po schłodzeniu do odpowiedniej temperatury działał jak nadprzewodnik - stwierdził profesor Meredith. Australiczycy, chcąc zademonstrować możliwości swojego materiału, stworzyli zeń przemysłowy termometr rezystancyjny i porównali go z termometrem platynowym. Urządzenie z plastiku charakteryzowało się porównywalną a nawet większą dokładnością. Najbardziej interesującą właściwością nowego materiału jest możliwość precyzyjnego ustawienia przewodnictwa i oporności. Można je zmieniać w zakresie 10 rzędów wielkości, co oznacza, że materiał pozwala na ustawienie 10 miliardów różnych wartości.
-
W kulturze zachodniej spożywamy za dużo soli, nie mając często nawet świadomości, że zagrażamy w ten sposób swojemu zdrowiu. Warto wspomnieć choćby o nadciśnieniu oraz podwyższonym ryzyku chorób sercowo-naczyniowych. Najprostszym rozwiązaniem wydaje się ograniczenie ilości soli w pokarmach, ale nie wszyscy je wdrażają, stąd pomysły, by opracować zdrowe substytuty soli albo zastosować substancje, które sprawią, że mniejsza ilość soli wyda się nam bardziej słona. Bettina Wolf z Uniwersytetu w Nottingham prowadziła ostatnio eksperymenty z dekstranem - polimerem glukozy o wysokim ciężarze cząsteczkowym. Wytwarza się go ze śluzu pokrywającego komórki bakterii Leuconostoc mesenteroides. Na początku brytyjski zespół odkrył, że zastosowanie tego typu zagęszczacza powoduje, że roztwór soli wydaje się bardziej słony. Później doprecyzowano, że dla kubków smakowych istotna jest nie tyle lepkość, co liczba cząsteczek dekstranu. Naukowcy uzyskali bowiem dwa roztwory o podobnej lepkości, lecz jeden zagęścili dużą liczbą cząsteczek dekstranu o zmniejszonym ciężarze, a drugi małą liczbą bardzo ciężkich molekuł. Podczas testów na 33 ochotnikach Brytyjczycy stwierdzili, że roztwór z większą liczbą cząsteczek dekstranu był dla nich bardziej słony. Naukowcom zależało na zrozumieniu percepcji słoności w zagęszczanych daniach, takich jak zupy lub sosy. Studium zaprojektowano więc w taki sposób, by ocenić możliwości wzmocnienia odczucia słoności za pomocą hiperosmotycznych roztworów o wysokiej zawartości polimeru (do 30%). Ochotnicy oceniali pary próbek. Oprócz testów z percepcją słoności prowadzono też badania dotyczące odbioru słodyczy. Okazało się, że w porównaniu do roztworów o niskiej osmolalności (z mniejszą liczbą czynnych osmotycznie cząsteczek polimeru w kg rozpuszczalnika), w roztworach hiperosomotycznych następowało znaczne zwiększenie odczucia słoności, lecz nie słodkości.
-
Materiały plastikowe znajdują się w użyciu już od kilku dziesięcioleci. Poszukując nowych rozwiązań, producenci napotykają jednak na poważne ograniczenie: niemożność bezpośredniego obserwowania wpływu mikroskopowej budowy materiału na właściwości mechaniczne. Cząsteczki syntetycznych polimerów są zwyczajnie zbyt małe, czego nie można już powiedzieć o biopolimerach, np. włóknach mięśniowych. To właśnie zainspirowało specjalistów z zespołu profesora Andreasa Bauscha z Technische Universität München (TUM). Gdy film polietylenowy jest silnie rozciągany, staje się w wyniku reorganizacji łańcuchów polimerowych bardziej odporny na rozrywanie, a to ważna cecha w przypadku plastikowych toreb na zakupy. Pod wpływem częstych naprężeń niektóre elastyczne polimery - gumy napełnione - stają się natomiast bardziej miękkie. Zjawisko to zostało nazwane efektem Mullinsa (od nazwiska swojego odkrywcy Leonarda Mullinsa). Dotąd nie było jednak wiadomo, co dokładnie dzieje się z łańcuchami polimerowymi poddanymi działaniu naprężeń, a przecież zrozumienie procesów z poziomu molekularnego pozwoliłoby wynalazcom nowych plastików oszczędzić dużo czasu i pieniędzy. Ekipa Bauscha wykorzystała białko kurczliwe mięśni, a mianowicie aktynę w formie włókienkowej (aktynę F). Utworzono nową sieć polimerową. Co ważne, filamenty aktynowe są widoczne pod konfokalnym mikroskopem fluorescencyjnym, dzięki czemu po przyłożeniu do materiału naprężeń można było obserwować ruchy pojedynczych włókien. Korzystając z reometru, który pozwala określić właściwości mechaniczne materiału, a także ze wspomnianego mikroskopu, Niemcy widzieli zachowanie sieci filamentów aktynowych podczas mechanicznej deformacji i mogli je sfilmować w trójwymiarze. W ten sposób naukowcy uzyskali modelowy system, który rzucił nieco światła na procesy molekularne leżące u podstaw efektu Mullinsa, a także zjawiska odwrotnego, czyli twardnienia materiały pod wpływem powtarzających się naprężeń. Powodem zmiany właściwości mechanicznych była, jak można się domyślić, rozległa reorganizacja sieci.
-
Na Northwestern University powstało włókno, które jest bardziej wytrzymałe niż kewlar. Horacio Espinosa i jego zespół stworzyli nowe włókno łącząc węglowe nanorurki i polimer. Testy w skali nano i makro wykazały, że jest ono niezwykle wytrzymałe i odporne na uszkodzenia. Wielkim osiągnięciem jest fakt, że włókno to jest jednocześnie plastyczne i wytrzymałe. Może zaabsorbować i rozproszyć olbrzymie ilości energii zanim ulegnie uszkodzeniu. Nigdy wcześniej nie obserwowaliśmy takiej wytrzymałości. Włókno może znaleźć zastosowanie w przemyśle obronnym, lotniczym i kosmicznym - mówi profesor Espinosa. Badania jego zespołu to część programu Multidisciplinary University Research Initiative (MURI) prowadzonego przez Departament Obrony. W jego ramach zespół Espinosy otrzymał 7,5 miliona dolarów na badania nad włóknami i materiałami kompozytowymi do produkcji kamizelek kuloodpornych, spadochronów, pojazdów, samolotów i satelitów. Naukowcy rozpoczęli swoje prace od węglowych nanorurek. Same nanorurki są jednym z najbardziej wytrzymałych materiałów, jednak gdy się je łączy, tracą swoje właściwości, gdyż ześlizgują się po sobie. Naukowcy dodali więc polimer, który łączył nanorurki i z tak uzyskanego materiału wyprodukowali przędzę. Następnie wykorzystali skanningowy mikroskop elektronowy do zbadania jej właściwości, podczas gdy sama przędza była poddawana najróżniejszym oddziaływaniom zewnętrznym. Poznaliśmy funkcjonowanie tego materiału w różnej skali. Chcemy zrozumieć, jak działają poszczególne molekuły, by w przyszłości stworzyć jeszcze bardziej wytrzymałe włókna - mówi Tobin Filleter z zespołu Espinosy. Już teraz wiadomo, że nowe włókno jest bardziej wytrzymałe niż kewlar - materiał powszechnie używany do produkcji kamizelek kuloodpornych i hełmów. Uczeni przyznają jednocześnie, że materiał może być znacznie wytrzymalszy. Węglowe nanorurki, czyli budulec naszej przędzy, są 50 razy bardziej wytrzymałe, niż przędza którą stworzyliśmy. Jeśli będziemy w stanie poprawić łączenia, wyprodukujemy wytrzymalszy materiał - mówi Mohammad Naraghi. Jednym ze sposobów na wzmocnienie przędzy może być wykorzystanie emisji elektronowej o wysokiej energii do kowalencyjnego połączenia ze sobą nanorurek pomiędzy poszczególnymi włóknami.
-
Microsoft złożył wniosek o przyznanie patentu na nowatorski wyświetlacz dotykowy. Wykorzystuje on polimer oraz światło ultrafioletowe do tworzenia tekstur i kształtów na powierzchni wyświetlacza. Podobne pomysły próbuje się realizować od pewnego czasu, wszystkie one dają jednak tylko wrażenie dotykania tekstury i mają spore ograniczenia. Na przykład Nokia, Carnegie Mellon University czy fińska firma Senseg pracują nad wyświetlaczami wykorzystującymi prąd elektryczny o różnej częstotliwości, który drażni końcówki palców i daje wrażenie różnych tekstur. Technologia ta jednak ma kilka ograniczeń, a jednym z poważniejszych jest pojawianie się fal dźwiękowych. Niektóre z nich są w słyszalnym zakresie, zatem użytkownik takiego wyświetlacza będzie słyszał buczenie. Eksperci Microsoftu wpadli na inny pomysł. Proponują oni umieszczenie na ekranie dotykowym dodatkowej warstwy polimeru zapamiętującego kształty. Za pomocą światła ultrafioletowego o różnej długości można pobudzać polimer to przybierania żądanego kształtu. Wynalazek powstał na potrzeby dużych wyświetlaczy, takich jak np. Surface. Gdy użytkownik dotknie urządzenia, kamera na podczerwień wykrywa położenie palca. Wówczas miałoby zostać uruchomione precyzyjne źródło światła ultrafioletowego, które trafiając we wspomniany polimer pobudzi go do przybrania odpowiedniego kształtu. Dzięki temu użytkownik będzie mógł poczuć tekstury, krawędzie czy nierówności wyświetlacza. Polimer działa w ten sposób, że pod wpływem światła o określonej długości twardnieje, a inna długość fali powoduje, że mięknie. Precyzyjne sterowanie piksel po pikselu twardością poszczególnych obszarów pozwoli na uzyskanie dowolnych tekstur i kształtów. Patrick Baudisch z uniwersytetu w Poczdamie, który specjalizuje się w wyświetlaczach dotykowych i pracował nad początkowym projektem Surface'a mówi, że stworzenie na wyświetlaczu tekstur i nierówności zrewolucjonizuje ten obszar elektroniki. Całkowicie wyeliminuje konieczność korzystania z fizycznej klawiatury, gdyż użytkownik będzie mógł w dowolnym momencie przywołać na ekran klawiaturę wirtualną, poczuć jej klawisze oraz ich opór. A to znacznie usprawni pisanie na wirtualnej klawiaturze.
-
SpectroPen to urządzenie, które pozwala chirurgowi w czasie rzeczywistym sprawdzać, gdzie znajdują się brzegi wycinanego nowotworu. To niezwykle istotne, ponieważ udowodniono, że w przypadku większości guzów litych całkowita resekcja jest najlepszym prognostykiem przeżywalności. Specjaliści z trzech jednostek naukowo-badawczych (Szkoły Medycznej Emory University, Georgia Institute of Technology i University of Pennsylvania) opublikowali wyniki testów urządzenia swojego autorstwa w piśmie Analytical Chemistry. Ta technologia pozwala chirurgowi wizualizować w czasie rzeczywistym, gdzie są guzy. Dodatkowo skan wykonywany już po zabiegu daje możliwość sprawdzenia marginesów guza – tłumaczy prof. Shuming Nie, podkreślając jednocześnie, że oprócz całkowitego usunięcia nowotworu istotne jest również zidentyfikowanie węzłów chłonnych, które mogły zostać zajęte. SpectroPen wykrywa fluorescencyjny barwnik reporterowy oraz światło rozproszone przez drobiny złota pokryte polimerem. Poza tym wykorzystywane są też przeciwciała, które wykazują wyższe powinowactwo do molekuł zlokalizowanych na komórkach nowotworu (antygenów) niż do zwykłych komórek. Dzięki powierzchniowo wzmocnionej spektroskopii ramanowskiej (ang. Surface Enhanced Raman Spectroscopy, SERS) złoto wzmacnia sygnał barwnika reporterowego. Zespół Nie wykazał, że w ten sposób można wykryć wszczepione gryzoniom guzy o rozmiarach nieprzekraczających 1 mm. Jak tłumaczą sami wynalazcy, SpectroPen to hybryda lasera o długości fali bliskiej podczerwieni oraz wykrywacza fluorescencji/rozproszonego światła. Urządzenie jest połączone za pomocą światłowodu ze spektrometrem, który zapisuje zarówno fluorescencję, jak i sygnały ramanowskie. Podczas eksperymentów akademicy posłużyli się podaną dożylnie zielenią indocyjaninową. Myszom wszczepiono komórki ludzkiego raka piersi. Z powodu przepuszczalnych naczyń krwionośnych i błon barwnik gromadzi się w większych ilościach w komórkach nowotworowych. Wysyłany przez nie sygnał jest więc 10-krotnie silniejszy niż sygnał z prawidłowych tkanek. Do komórek rakowych wprowadzono gen świetlików, dlatego guz rozświetlał się po podaniu kroplówki. Nasze badania in vivo wykazały, że granice guza można precyzyjnie określić przed operacją i w jej trakcie oraz że sygnał kontrastu jest silnie powiązany z bioluminescencją guza – podkreśla Nie. Fluorescencję i sygnały ramanowskie można od siebie oddzielić, jeżeli nanocząstki złota są wprowadzone na 5-10 mm w głąb tkanki. Gwarantują one 40-50-krotnie większą czułość niż barwnik. W przyszłości naukowcy chcą przetestować SpectroPen po podaniu kontrastu nanocząsteczkowego. http://www.youtube.com/watch?v=h4oTs5Jv0_8
-
Nanocząstki z RNA - doustny sposób na zapalenie jelit
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Medycyna
Jak doprowadzić krótkie nici RNA do określonych komórek? Naukowcy z Georgia Institute of Technology i Emory University opisali właśnie metodę enkapsulacji fragmentów kwasu rybonukleinowego w nanocząstkach tioketonowych. Dzięki temu można było doustnie dostarczyć materiał genetyczny do odpowiednich rejonów przewodu pokarmowego zwierząt z nieswoistymi zapaleniami jelit. Nanocząstki tioketonowe, które zaprojektowaliśmy, są stabilne zarówno w kwasach, jak i zasadach, a ulegają rozkładowi wyłącznie w obecności reaktywnych form tlenu [ang. reactive oxygen species, ROS]. Te ostatnie występują w obrębie objętej stanem zapalnym tkanki układu pokarmowego – tłumaczy prof. Niren Murthy. Nanocząstki tioketonowe osłaniają cząsteczki krótkiego interferującego RNA (ang. short interfering RNA - siRNA) przed trudnymi warunkami panującymi w jelicie i kierują je bezpośrednio w miejsca rozwoju stanu zapalnego. Jak wyjaśniają Amerykanie, takie zlokalizowane podejście jest konieczne, ponieważ wstrzyknięte układowo siRNA mogą powodować poważne skutki uboczne. Jak napisano w artykule zamieszczonym w internetowym wydaniu pisma Nature Materials, nanocząstki uzyskuje się z nowego polimeru PPADT; jego nazwa chemiczna to poli-(1,4-fenylenoaceton dimetyleno tioketon). Dzięki wysiłkom inżynieryjnym mają one średnicę ok. 600 nm. W czasie eksperymentów zespół posłużył się mysim modelem wrzodziejącego zapalenia jelita grubego (łac. colitis ulcerosa). Jest to przewlekły proces zapalny błony śluzowej odbytu lub jelita grubego o nieustalonej etiologii. Do jego głównych objawów należą długotrwałe biegunki i/lub zaparcia oraz bóle brzucha, które niekiedy prowadzą do zagrażających życiu powikłań. W ramach studium akademicy podawali myszom doustnie nanocząstki z siRNA hamującym cytokinę zwaną czynnikiem martwicy nowotworu alfa (TNF-α). Próbki tkanek z okrężnicy leczonej siRNA wykazały obecność nienaruszonego nabłonka jelita i dobrze wyodrębnionych wypukleń oraz fałd półksiężycowatych. Co ważne, zmniejszył się też stan zapalny. Ponieważ wrzodziejące zapalenie jelita grubego ogranicza się do okrężnicy, wyniki potwierdzają, że wypełnione siRNA nanocząstki tioketonowe pozostają stabilne w wolnych od stanu zapalnego okolicach przewodu pokarmowego, obierając na cel zmienione chorobowo tkanki – przekonuje główny autor studium Scott Wilson. Nanocząstki tioketonowe mają odpowiednie właściwości chemiczne i fizyczne, by poradzić sobie z przeszkodami w postaci płynów jelitowych, tutejszej błony śluzowej czy błon komórkowych. Obecnie badacze pracują nad zwiększeniem wskaźnika degradacji nanocząstek oraz ich reaktywności z ROS. W planach jest także analiza biodystrybucji nanocząstek podczas ich podróży przez organizm. Będziemy nadal sprawdzać toksyczność polimeru, ale podczas studium odkryliśmy, że nanocząstki tioketonowe z siRNA mają profil cytotoksyczności podobny do nanocząstek z zaaprobowanego przez Agencję ds. Żywności i Leków kopolimeru kwasu DL-polimlekowego i kwasu glikolowego (PLGA) – dodaje Murthy. -
Uczeni z Ohio State University (OSU) zaprezentowali pierwszy układ spintronicznej pamięci z tworzyw sztucznych. Plastik może zatem w przyszłości stać się alternatywą dla półprzewodników. W najnowszym numerze Nature Materials Arthur J. Epstein, profesor fizyki i chemii opisuje jak wraz z kolegami stworzyli protytypową plastikową pamięć spintroniczną, używając do tego celu technik wykorzystywanych standardowo przez przemysł półprzewodnikowy. Epstein opisuje nowy materiał jako hybrydę organicznego półprzewodnika i magnetycznego półprzewodnika polimerowego. Spintronika to, obok mechaniki kwantowej, jedna z potencjalnych dróg, którymi rozwiną się komputery przyszłości. Wykorzystanie spinu elektronów w miejsce ich obecności bądź braku, ma liczne zalety. Od możliwości przechowania i przesłania dwukrotnie większej ilości danych na każdy elektron, poprzez energooszczędność i związane z tym znacznie mniejsze wydzielanie ciepła oraz możliwość gęstszego upakowania poszczególnych elementów układów scalonych. Jeśli zaś moglibyśmy produkować spintroniczne tworzywa sztuczne, będziemy mieli do czynienia z lekką i elastyczną elektroniką. Kamieniem milowym na drodze do plastikowej spintroniki stał się tetracyjanoetanol wanadu, pierwszy organiczny magnes, pracujący w temperaturze powyżej temperatury pokojowej. Jego twórcami są Epstein oraz Joel S. Miller z University of Utah. Naszym głównym osiągnięciem jest użycie tego polimerowego magnetycznego półprzewodnika jednocześnie jako polaryzatora spinu, co oznacza, że możemy zapisywać dane używając słabego pola magnetycznego, oraz wykrywacza spinu, co pozwala nam odczytywać dane - mówi doktor Jung-Woo Yoo, który współpracował z oboma uczonymi. Jesteśmy bliżej opracowania podobnego, całkowicie już organicznego, urządzenia - dodał. Na obecnym stadium prototyp wygląda jak cienki pasek tworzywa sztucznego umieszczony pomiędzy dwoma warstwami metalicznego ferromagnetyku. W prototypowej pamięci elektrony są umieszczane w polimerze, a magnes nadaje kierunek ich spinowi. Elektrony mogą następnie przejść do konwencjonalnej warstwy magnetycznej, ale tylko wówczas, gdy ich spin jest jednakowy. W przeciwnym razie zbyt duża rezystancja uniemożliwia przejście. Odczyt danych polega na pomiarze wartości oporu. Podczas testów materiał został poddany działaniu pola magnetycznego, którego siła z czasem ulegała zmianie. Naukowcy, by sprawdzić, czy udało się uzyskać w elektronach dokładnie takie dane, jakie chcieli, przepuścili prąd przez obie warstwy magnetyczne. Badania wykazały, że w zapisie nie było błędów. Każda fabryka, która obecnie produkuje układy scalone, jest w stanie wykonać takie urządzenia. Dodatkowo do jego wytworzenia wykorzystaliśmy temperatury pokojowe, cały proces jest zatem bardzo przyjazny środowisku - powiedział Yoo.
-
Elastyczne układy elektroniczne mogą zrewolucjonizować rynek telewizorów, smartfonów czy monitorów komputerowych. Jednak poważnym wyzwaniem jest dostosowanie obecnych technologii produkcji, które zaprojektowane tak, by współpracowały ze szkłem jako substratem dla układów elektronicznych, do pracy z tworzywami sztucznymi. Producent szkła, firma Corning, proponuje interesujące rozwiązanie - należy użyć elastycznego substratu szklanego. Obecnie podczas produkcji LCD na szkle umieszczane są krzemowe tranzystory cienkowarstwowe (TFT). Corning jest dostawcą ponad 50% substratów szklanych używanych do produkcji LCD. Jednak wraz z rozwojem rynku urządzeń przenośnych pojawiła się konieczność zastąpienia szkła czymś lekkim, elastycznym i odpornym na uszkodzenia. Problem w tym, że szkło trudno jest zastąpić. Jest ono nieprzemakalne (polimery mogą tutaj sprawiać problem), dzięki czemu dobrze chroni elektronikę, ma też bardzo gładką powierzchnię, co powoduje, że umieszczanie na niej różnych podzespołów jest łatwe. Pozwala też na produkcję przezroczystych wyświetlaczy, a tej zalety nie mają metale, posiadające dwa powyżej wymienione udogodnienia. Szkło można też wykorzystać w procesach, w których używa się wysokiej temperatury. Elektronika produkowana w takiej temperaturze jest bardziej trwała i ma lepszą strukturę, dzięki czemu przełączniki działają szybciej i otrzymujemy np. lepszy obraz. Corning wyprodukował szklany substrat o grubości zaledwie 75 mikrometrów, który można umieścić na rolce i zadrukowywać układami elektronicznymi. Przedstawiciele firmy nie chcą zdradzić, na ile substrat jest wytrzymały, jednak zapewniają, że są to wartości podobne jak w przypadku grubszego szkła. Próbki materiału już zostały wysłane do partnerów Corninga, by mogli je oni przetestować podczas procesu produkcyjnego. Część specjalistów jest zachwycona nowymi perspektywami, inni są jednak sceptyczni. Zauważają, że szkło jest kruche i w związku z tym wątpią, czy możliwe jest jego zadrukowywanie z rolki. Jill VanDewoestine z Corninga zapewnia jednak, że całość będzie działała. Jak wyjaśnia, tajemnica tkwi w wyprodukowaniu szkła pozbawionego wad i odpowiednim go zabezpieczeniu.
-
Naukowcy z University of Utah wyjaśnili działanie polimerowego lasera, który opracowali przed 10 laty. Dotychczas nie było wiadomo, na jakiej zasadzie pracuje, więc niektórzy specjaliści w ogóle podejrzewali, że polimerowy laser to oszustwo. Teraz uczeni z Utah zauważyli, że w polimerach istnieją wolne przestrzenie, które działają jak lustra i to dzięki nim pracuje ich laser. Do tej pory nikt nie wiedział, jak to działa. Udało nam się sfotografować te przestrzenie. To wielki krok w kierunku zrozumienia zjawiska, w którego istnienie wielu nie wierzyło - powiedział profesor Zeev Valy Vardeny, twórca polimerowego lasera. Tradycyjne lasery korzystają najczęściej z precyzyjnie ustawionych luster, które działają jak rezonatory. Jednak w laserach takiego typu, jak wynaleziony przez Valy Vardeny, światło nie wędruje pomiędzy celowo ustawionymi lustrami, ale pomiędzy przypadkowo rozrzuconymi ośrodkami, od których się odbija. W roku 1999 profesor Vardeny opisał laser z przypadkowo rozłożonymi ośrodkami emisji. Wraz z zespołem pokazał on urządzenie, które wykorzystywało polimer i emitowało światło o różnych długościach fali w wąskim paśmie podczerwieni. Emisja wyglądała tak, jak generowana przez laser z rezonatorem optycznym. Problem w tym, że nie było żadnych rezonatorów. Nikt nie rozumiał zasady jego działania - mówi Vardeny. Wkrótce inne grupy naukowców zaczęły opracowywać podobne lasery korzystające z innych materiałów. Teraz zespół Valy Vardeny'ego oświetlił wykorzystywany przez siebie polimer zielonym światłem tradycyjnego lasera, co wywołało czerwoną emisję z polimeru. Badacze skupili soczewki na konkretnym, niewielkim obszarze polimeru i wykonali 10 000 zdjęć. Po ich nałożeniu na siebie znaleźli niewielkie przestrzenie, które działają jak lustra. Dzięki wykorzystaniu transformacji Fouriera byli w stanie dokładnie zbadać właściwości "luster". Profesor Vardeny rozpoczął teraz badania nad wykorzystywaniem swojego lasera do wykrywania komórek nowotworowych. Już w 2004 roku w Applied Physics Letters opublikował artykuł, w którym opisywał, eksperyment, podczas którego do tkanek - zdrowej oraz nowotworowej - wstrzyknięto czerwony fluoroscencyjny barwnik, a następnie oświetlono je laserem Okazało się, że emisja światła z tkanki chorej była inna niż ze zdrowej. Ma to związek prawdopodobnie z faktem, iż ma ona mniej uporządkowaną strukturę. Zeev Valy Vardeny uważa, że zrozumienie mechanizmu działania nowego lasera pozwoli na stworzenie zautomatyzowanych testów, umożliwiających szybkie rozpoznawanie nowotworów.
-
Południowokoreańscy naukowcy z uniwersytetu KAIS oraz firmy LG Chem znacząco uprościli sposób produkcji przyjaznego dla środowiska polimeru, który nie powstaje z paliw kopalnych. Naukowcy w swoich pracach skupili się na polilaktydzie (PLA), w pełni biodegradowalnym polimerze otrzymywanym z surowców naturalnych. Dotychczas PLA powstawał w skutek dwustopniowej fermentacji oraz polimeryzacji. Są to procesy skomplikowane i drogie, co z kolei powodowało, że PLA nie mógł się rozpowszechnić. Koreańczycy wykorzystali zmodyfikowane bakterie E. coli dzięki którym proces produkcji PLA ogranicza się do jednego etapu. Oznacza to, że bakterie E. coli są teraz w stanie efektywnie produkować polimery w czasie jednostopniowego procesu fermentacji. [...] Nowa technika może być użyteczna przy tworzeniu innych zmienionych genetycznie organizmów, które będą w stanie produkować różne, niewystępujące w środowisku polimery, dzięki procesowi fermentacji materiałów ze źródeł odnawialnych - stwierdzili naukowcy.
-
Zespół uczonych z Columbia University zdał sobie sprawę, że jedna z używanych od paru lat technik może zostać wykorzystana do samoistnego tworzenia nanomechanizmów. Budowanie silników, kół zębatych czy przekładni w skali nano jest bardzo kosztowne i skomplikowane. Tymczasem, jak się okazuje, można wykorzystać do tego celu materiały, które zmieniają kształt pod wpływem temperatury. Zespół Xi Chena postanowił bliżej przyjrzeć się cienkim warstwom metalu naniesionym na polimer PDMS czyli poli(dimetylosiloksan). Naukowcy ogrzewali dysk z PDMS tak długo, aż się rozszerzył, a następnie nanieśli nań cienką warstwę miedzi. Później ochłodzili polimer. Okazało się, że podczas chłodzenia skurczył się on bardziej niż miedź, powodując powstanie ząbkowania w metalu. Dalsze schładzanie polimeru prowadziło do pogłębiania się "ząbków". Chen mówi, że, przynajmniej teoretycznie, tak długo jak warstwa metalu jest równomiernie nałożona, a polimer jest homogeniczny, ochładzanie będzie prowadziło do powstawania regularnego ząbkowania. Z kolei kontrolując grubość warstwy metalu możemy kontrolować ilość ząbków. W ten prosty sposób możemy tworzyć miniaturowe koła zębate. Później wystarczy dodać do całości utwardzacza, który zapobiegnie zmianom wielkości polimeru i wzmocni całość. Dotychczas uczeni wyprodukowali w ten sposób koła o średnicy od 6 do 25 milimetrów. Chen chce wkrótce rozpocząć eksperymenty w znacznie mniejszej skali. Podkreśla, że jego zespół nie powiedział jeszcze ostatniego słowa. Tworzenie pojedynczych kół zębatych nie jest szczególnie interesujące. Naukowiec uważa jednak, że siła nowej techniki polega na możliwości produkowania skomplikowanych zestawów kół zębatych o bardzo różnym kształcie. Wystarczy tylko precyzyjnie kontrolować proces kurczenia się dowolnie wybranej części polimeru.
-
Dzięki najnowszym osiągnięciom techniki już wkrótce inżynierowie nie będą musieli domyślać się, czy jakaś konstrukcja wytrzyma jeszcze 20 czy 30 lat eksploatacji. Molekuła zwana mechanoforem zmienia kształt, a wraz z nim i kolor na czerwony, w momencie gdy przerwaniu ulega jedno z jej czterech wiązań. Samej molekuły nie uda się wykorzystać, jednak naukowcy wpadli na pomysł, by dołączać ją do długiego łańcucha polimerowego. Polimer z kolei można dodawać do różnych materiałów. Już wcześniej uczeni eksperymentowali z molekułami zmieniającym kolor wskutek uszkodzenia, jednak nigdy nie udało się tego zrobić w ciałach stałych. Teraz istnieje nadzieją, że dodanie polimeru z mechanoforem np. do stali z której zbudowany jest most czy też pokrycie konstrukcji warstwą farby z mechanoforami, wskaże miejsca ulegające uszkodzeniom. Zanim jednak powstaną konstrukcje z mechanoforami, przed naukowcami jeszcze wiele pracy. Muszą zbadać, jak długotrwałe wystawienie na światło słoneczne wpływa na czytelność sygnałów z uszkodzonych mechanoforów i czy zmiany ich kolorów są długotrwałe na tyle, by zostały zauważone.
-
Profesor Marek Urban z University of Southern Mississippi poinformował o opracowaniu poliuretanu, który sam naprawia zadrapania pojawiające się na jego powierzchni. Wystarczy wystawić materiał na słońce, by rysy zniknęły. W przyszłości może on posłużyć do budowania np. samochodów czy innych urządzeń, w których estetyka odgrywa rolę. W nowym poliuretanie wykorzystano chitozan, obecny w skorupkach krabów i krewetek. Można go dodawać do tradycyjnych polimerów. Gdy zadrapanie narusza strukturę chemiczną materiału, chitozan pod wpływem promieniowania ultrafioletowego zaczyna formować długie łańcuchy niwelujące rysę. Proces "uzdrawiania" trwa mniej niż godzinę. Skuteczność nowej powłoki testowano na bardzo cienkich rysach. Nie wiadomo, jak sprawdzi się ona w przypadku szerszych zadrapań. Nowy polimer nie jest jednak idealny. Zadrapanie może zostać "załatane" tylko raz. Druga rysa w tym samym miejscu pozostanie na stałe. Oczywiście, ryzyko, że porysujemy samochód w identyczny sposób jest minimalne. Badania Urbana pokazują też, że warto poszukać innych tego typu materiałów, gdyż popyt na samonaprawiające się powłoki byłby z pewnością bardzo duży.
-
Dzięki przypadkowemu odkryciu, dokonanemu na Case Western Reserve University, możliwe będzie dłuższe i bezpieczniejsze przechowywanie żywności oraz leków i lepsze zabezpieczenie elektroniki przed wilgocią. A wszystko przy jednoczesnych obniżonych kosztach. Uczeni w laboratorium Centrum Warstwowych Systemów Polimerowych zablokowali przenikanie gazu przez polimer. Oznacza to, że jego cieńsza warstwa będzie zabezpieczała lepiej, niż obecnie grubsza. Badacze przypadkowo odkryli, że tlenek polietylenu (PEO), gdy nakładany jest w warstwach, których grubość liczymy w skali nano, krystalizuje w jedną warstwę, która przypomina pojedynczy olbrzymi kryształ. Charakteryzuje się on 100-krotnie mniejszą przepuszczalnością gazów niż obecnie wykorzystywany polietylen. Dzięki temu, że struktura takich warstw jest krystaliczna, nie pozwala ona na penetrację gazów takich jak tlen czy dwutlenek węgla. Nigdy wcześniej nie udało się zaobserwować spontanicznego organizowania się polimeru w niemal idealne kryształy. Odkrycie pozwoli na produkcję olbrzymich, liczonych w kilometrach długości, płacht polietylenu o bardzo dobrych właściwościach. Obecnie polimery, takie jak polietylen, polipropylen czy nylon, są wykorzystywane jako bariery dla gazów w przemyśle opakowaniowym. Zabezpieczają żywność, leki i elektronikę, a ich głównymi zaletami są niewielki koszt produkcji, odporność mechaniczna i łatwość produkcji. Teraz będą one lepiej zabezpieczały żywność i leki, a jako że ich właściwości są znacznie lepsze, samego materiału może być mniej, co obniży koszty jego stosowania.
-
Profesor Graham Town z australijskiego Macquarie University twierdzi, że opracowane przez niego polimerowe światłowody są tańsze w produkcji i oferują więcej możliwości, niż dotychczas stosowane światłowody z polimerów. Najczęściej wykorzystywanymi światłowodami są te, produkowane ze szkła. Jednak są one dość drogie. Dlatego też uczeni od dawna pracują nad światłowodami z polimerów. Tworzy je się albo produkując krótkie odcinki przypominające rury, które są następnie łączone, albo też w długim kablu wierci się dziury. Konieczne jest też uzyskanie regularnej krystalicznej struktury przewodzącej światło. Takie metody produkcji również nie należą do najtańszych i są dość skomplikowane. Profesor Town proponuje wykorzystać niedoskonałości samych polimerów. Materiały te absorbują wilgoć z powietrza. Później, gdy chcemy wykorzystać je do produkcji światłowodu, wilgoć tę trzeba najpierw usunąć. Inaczej, podczas podgrzewania polimeru, woda zacznie się gotować i utworzy w materiale bąbelki. To właśnie one zwróciły uwagę profesora. Nie usuwa on wody z polimerów. Australijczyk podgrzewa materiał, a następnie tworzy z niego przewody o średnicy około 100 mikrometrów. Znajdujące się wewnątrz bąble powietrza zostają rozciągnięte, tworząc przypadkowo rozłożoną strukturę długich "kieszeni" powietrznych o średnicy 1-15 mikrometrów. Światło wędruje w tych "kieszeniach", a na końcu i na początku każdej z nich, w miejscu przejścia z polimeru do powietrza, jest rozpraszane. Część światła wędruje dalej światłowodem, a część przedostaje się na zewnątrz. Prototypowy światłowód profesora Towna traci 1% światła na każdym centymetrze. Naukowiec ma nadzieję, że uda się uzyskać wynik 10% na centymetr. Taki "przeciekający" światłowód może być np. źródłem zimnego światła w lodówce. Ale przyda się również w telekomunikacji. Jak bowiem zauważa profesor, skoro światło z niego ucieka, to można je też do wewnątrz wprowadzić. Światłowód Towna może w przyszłości posłużyć do budowania bezprzewodowych sieci optycznych. Niewykluczone też, jak twierdzi Town, że "przeciekający" kabel znajdzie zastosowanie w systemach zabezpieczeń czy w materiałach dekoracyjnych.
-
Już za cztery miesiące na rynek ma trafić nowy materiał chroniący przed korozją np. karoserie samochodów. Paul Brawn i Scott White z University of Illinois at Urbana-Champaign opisali swój wynalazek w Advanced Materials. Ich pomysł zakłada wykorzystanie dwóch rodzajów poliuretanowych mikrokapsułek. W jednym z nich znajduje się polimer, a w drugim katalizator. Kapsułki można mieszać z wieloma rodzajami farb i lakierów. Jeśli np. karoseria samochodu zostanie zarysowana, dojdzie do rozerwania kapsułek, a polimer i katalizator połączą się, tworząc warstwę ochronną. Olbrzymią zaletą tego systemu, w porównaniu do podobnych rozwiązań, jest fakt, iż do odpowiedniego wymieszania się obu składników ochronnych nie jest potrzebna ani podwyższona temperatura, ani zwiększona wilgotność. Podczas testów naukowcy sprawdzali szeroką gamę stalowych płytek, które były pokryte różnymi farbami i lakierami. W części z nich wykorzystano wspomniane mikrokapsułki. Płytki zarysowywano, a następnie na pięć dni zanurzano w słonej wodzie. Na tych, których nie chroniły kapsułki, już w ciągu 24 godzin pojawiły się widoczne ślady rdzy. Płytki z kapsułkami pozostały nietknięte. Kapsułki są tanie i łatwe w produkcji, mogą być mieszane z różnymi typami pokrycia metali i wytrzymują temperaturę do 150 stopni Celsjusza. Sprawdzają się zarówno w lakierach samochodowych, jak i w pokryciach okrętów wojennych. Średnica kapsułek wynosi od 10 do 100 mikrometrów, nie wiadomo więc, czy będą się nadawały do zastosowania tam, gdzie ważna jest estetyka. Umieszczenie ich w lakierze samochodowym może spowodować, że karoseria będzie szorstka w dotyku. Dlatego też nowa technologia najpierw trafi do przemysłu okrętowego czy wydobywczego, gdzie zapobieganie korozji jest poważnym wyzwaniem, a estetyka odgrywa drugoplanową rolę.
-
Tego jeszcze w Europie nie było. W Hesji koło Friedbergu został zbudowany pierwszy most wykony z tworzyw sztucznych. Ma 27 metrów długości, 5 metrów szerokości, waży 80 ton i jego płyty jezdne zostały wykonane z polimeru wzmocnionego włóknem szklanym. Najlepsze jest to, że mogą po nim jeździć wszystkie typy nowoczesnych pojazdów. Tworzywa sztuczne wzmocnione włóknami będą odgrywać ważną rolę w budowie mostów. Budowa konwencjonalnego mostu o betonowej konstrukcji trwa dość długo, co powoduje odpowiednio długo trwające utrudnienia w ruchu drogowym, natomiast most ze wzmocnionego tworzywa sztucznego powstał w fabryce, a następnie został przetransportowany w całości na miejsce budowy. Montaż mostu na miejscu zajął niespełna jeden dzień! Koszty konserwacji to kolejny argument na korzyść tworzyw sztucznych. W przypadku tradycyjnych mostów często już po 15-20 latach konieczne są gruntowne prace konserwacyjne. Natomiast most z tworzywa sztucznego idealnie nadaje się do wykorzystania w dłuższej perspektywie czasu. Przewiduje się, że taki most nie będzie wymagał napraw nawet przez 50 lat, gdyż materiał kompozytowy nie ulega korozji!
-
Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego dodali węglowe nanorurki do polimeru i uzyskali w ten sposób elastyczny, przewodzący obwód elektroniczny. Nowy materiał może zostać wykorzystany do produkcji wyświetlaczy, urządzeń wykonawczych czy prostych komputerów, które będzie można owinąć np. wokół mebli, stwierdza profesor Takao Someya. Niewykluczone jest wykorzystanie go do stworzenia czułej na nacisk skóry robotów. Dzięki niej mechanizmy byłyby np. w stanie dostosować siłę swojego uchwytu do przedmiotu, który mają przytrzymać. Profesor Someya informuje, że przewodność elektryczna polimeru z nanorurkami jest rekordowo wysoka jak na miękkie materiały. Wynosi ono bowiem 57 siemensów na centymetr. To mniej niż przewodność miedzi, ale o wiele rzędów wielkości więcej niż poprzednio zmierzona przewodność hybryd z polimerów i węglowych nanorurek. Materiał stworzony przez Japończyków ma i tę olbrzymią zaletę, że może się rozciągać do około 134 procent i nie wykazuje przy tym większych uszkodzeń. Jak zauważa profesor John Rogers z University of Illinois at Urbana-Champaign, prace zespołu Somei to kreatywne rozwinięcie już istniejących technologii. Układy elektroniczne, które można zginać, istnieją już od pewnego czasu. Jednak żaden z nich nie może zostać owinięty wokół nieregularnego przedmiotu, takiego jak np. ludzkie ciało. Tokijscy uczeni osiągnęli dobrą przewodność rozciągliwego materiału dzięki połączeniu długich, 1-milimetrowych rurek węglowych z cieczą jonową. W efekcie powstała czarna pasta, którą dodawali do rozpuszczonego polimeru. Uzyskali w ten sposób żel, który następnie przez 24 godziny suszyli powietrzem. Nanorurki stanowiły do 20% wagi całości. Wysuszony polimer był dość sztywny, dlatego maszynowo go podziurawiono tworząc strukturę podobną do sieci i pokryto ją elastycznym materiałem bazującym na krzemie. Profesor Ray Baughman z University of Texas mówi, że japońskie badania pokazały, że elastyczną elektronikę można produkować w skali przemysłowej. Uczeni z Tokio informują bowiem, że pojedyncza instalacja jest w stanie wytworzyć 10 ton nanorurek rocznie. Baughman zauważa jednak, że zwiększenie udziału nanorurek w polimerze może doprowadzić do zmniejszenia rozciągliwości materiału.