Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Puchnący żel
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z University of Massachusetts Amhers odkryli, w jaki sposób spowodować, by przedmioty poruszały się, korzystając wyłącznie z przepływu energii w otoczeniu. Ich badania mogą przydać się w licznych zastosowaniach – od produkcji zabawek po przemysł wojskowy. Wszędzie tam, gdzie potrzebne jest zapewnienie źródła napędu. Ponadto pozwolą nam w przyszłości więcej dowiedzieć się o tym, jak natura napędza niektóre rodzaje ruchu.
Profesor Al Crosby, student Yongjin Kim oraz Jay Van den Berg z Uniwersytetu Technologicznego w Delft (Holandia) prowadzili bardzo nudny eksperyment. Jego częścią było obserwowanie, jak wysycha kawałek żelu. Naukowcy zauważyli, że gdy długi pasek żelu schnie, tracąc wilgoć wskutek parowania, zaczyna się poruszać. Większość tych ruchów była powolna, jednak od czasu do czasu żel przyspieszał. Te przyspieszenia miały związek z nierównomiernym wysychaniem. Dodatkowe badania ujawniły, że znaczenie ma tutaj kształt i że żelowe paski mogą „zresetować się”, by kontynuować ruch.
Wiele zwierząt i roślin, szczególnie tych małych, korzysta ze specjalnych elementów działających jak sprężyny i zatrzaski, co pozwala im bardzo szybko się poruszać, znacznie szybciej niż zwierzęta korzystające wyłącznie z mięśni. Dobrym przykładem takiego ruchu są takie rośliny jak muchołówki, a w świecie zwierzęcym są to koniki polne i mrówki z rodzaju Odontomachus. Niestabilność to jedna z metod, którą natura wykorzystuje do stworzenia mechanizmu sprężyny i zatrzasku. Coraz częściej wykorzystuje się taki mechanizm by umożliwić szybki ruch małym robotom i innym urządzeniom. Jednak większość z tych mechanizmów potrzebuje silnika lub pomocy ludzkich rąk, by móc kontynuować ruch. Nasze odkrycie pozwala na stworzenie mechanizmów, które nie będą potrzebowały źródła zasilania czy silnika, mówi Crosby.
Naukowcy wyjaśniają, że po zaobserwowaniu poruszających się pasków i zbadaniu podstaw fizyki wysychania żelu, rozpoczęli eksperymenty w celu określenia takich kształtów, które z największym prawdopodobieństwem spowodują, że przedmiot będzie reagował tak, jak się spodziewamy i że będzie poruszał się bez pomocy silnika czy ludzkich dłoni przeprowadzających jakiś rodzaj resetu.
To pokazuje, że różne materiały mogą generować ruch wyłącznie dzięki interakcji z otoczeniem, np. poprzez parowanie. Materiały te mogą być przydatne w tworzeniu nowych robotów, szczególnie małych, w których trudno jest zmieścić silniki, akumulatory czy inne źródła energii, stwierdza profesor Crosby.
Ta praca to część większego multidyscyplinarnego projektu, w ramach którego próbujemy zrozumieć naturalne i sztuczne systemy, pozwalające na stworzenie w przyszłości skalowalnych metod generowania energii na potrzeby ruchu mechanicznego. Szukamy też materiałów i struktur do przechowywania energii. Odkrycie może znaleźć wiele różnych zastosowań w Armii i Departamencie Obrony, mówi doktor Ralph Anthenien, jeden z dyrektorów Army Research Office. Badania Crosby'ego są finansowane przez U.S. Army Combat Capabilities Development Command.
Więcej na ten temat przeczytamy w artykule Autonomous snapping and jumping polymer gels.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na North Carolina State University powstała pamięć komputerowa, która jest miękka i dobrze pracuje w środowisku o wysokiej wilgotności. Stworzyliśmy pamięć, której właściwości fizyczne przypominają żelki - mówi doktor Michael Dickery.
Nasze urządzenie jest miękkie, sprężyste i działa wyjątkowo dobrze w wilgotnym środowisku - jest zatem podobne do mózgu - dodaje.
Nowa pamięć jest zbudowana z płynnego stopu galu i indu umieszczonych w żelu bazującym na wodzie. Żel podobny jest do wykorzystywanego w zastosowaniach biologicznych.
Na razie urządzenia nie optymalizowano pod kątem przechowywania jak największej ilości informacji, jednak już same właściwości fizyczne czynią je wyjątkowo obiecującym rozwiązaniem. Może ono znaleźć zastosowanie w czujnikach biologicznych czy urządzeniach medycznych monitorujących np. stan pacjenta.
Nowe urządzenie może charakteryzować się dwoma stanami - w jednym przewodzi prąd, w drugim nie. W przeciwieństwie do tradycyjnych układów scalonych nośnikiem danych nie są elektrony a jony.
Przyłożenie do elektrody ładunku dodatniego powoduje, że wokół niej żel tworzy utlenioną warstwę, która nie przepuszcza ładunków. Po przyłożeniu ładunku ujemnego, warstwa utleniona znika i żel ponownie przewodzi prąd.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Brytyjscy badacze zaproponowali rozwiązanie, które przyniesie wielką ulgę osobom cierpiącym na chroniczne bóle pleców. Ponieważ często są one spowodowane degeneracją krążków międzykręgowych, będzie można zastosować wstrzykiwalny implant z biomateriału.
Naukowcy z Uniwersytetu w Manchesterze opublikowali w piśmie Soft Matter artykuł na temat dziejów swojego wynalazku. Ma on naprawdę duże znaczenie, gdyż po bólach głowy przewlekłe bóle pleców są najczęstszą dolegliwością neurologiczną. Szacuje się, że w którymś momencie życia doświadcza ich aż 80% ludzi.
Brytyjczycy utworzyli międzywydziałowy zespół, który od lat pracował nad zwiększającymi objętość nanoskopowymi cząstkami polimeru. Wcześniej zademonstrowano, że utworzona z takich cząstek wstrzykiwalna ciecz może się przekształcić w żel, odnawiający funkcje mechaniczne uszkodzonego modelu krążków międzykręgowych. Ostatnio ekipa pracująca pod kierownictwem doktora Briana Saundersa poczyniła znaczne postępy, doprowadzając do połączenia cząstek mikrożelu i uformowania nadającego się do wstrzyknięcia wytrzymałego i elastycznego żelu. Może on wytrzymać duże zmiany kształtu, nie ulegając przy tym zniszczeniu. Ulepszone żele mają o wiele lepsze właściwości mechaniczne od pierwszej generacji wynalazku.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Używanie zawierających alkohol odkażających mydeł może sprawić, że u osoby, która nie piła, pewne rodzaje alkotestów dadzą fałszywie pozytywne rezultaty. Na szczęście naukowcy z Uniwersytetu Florydzkiego odkryli również biomarker, pozwalający odróżnić picie etanolu od ekspozycji na żele do rąk czy płyn do płukania ust (Journal of Analytical Toxicology).
Ustalenia zespołu doktora Gary'ego Reisfielda są szczególnie istotne dla osób często używających antybakteryjnych żelów myjących, np. lekarzy czy pielęgniarek. Tak samo jak napoje alkoholowe, wiele z tych preparatów zawiera etanol. Organizm nie odróżnia alkoholu pitego od używanego do odkażania rąk. Każdy, kto powinien unikać "procentów", musi zwracać baczną uwagę na ukryty alkohol w produktach codziennego użytku, np. żelach do mycia rąk, płynach do płukania ust, sprejach do włosów i kosmetykach. Trzeba uważać nie tylko na to, co się wprowadza do organizmu [połyka], ale także na to, co się nakłada na skórę.
Najczęściej stosuje się testy mierzące zawartość alkoholu we krwi lub w wydychanym powietrzu, ale jak podkreśla Reisfield, wykrywają one tylko ostatnio pity alkohol. Istnieje jednak inny typ testu (tzw. EtG), bazujący na stężeniu metabolitu etanolu - glukuronianu etylu. Glukuronian etylu jest estrem, powstaje w wątrobie wskutek sprzęgania etanolu z kwasem glukuronowym.
Metabolity w postaci glukuronianu etylu i siarczanu etylu można zidentyfikować nawet po upływie dość długiego czasu (mimo krótkiego czasu półrozpadu, który wynosi ok. 2-3 h, EtG da się oznaczać we krwi po 36 h od spożycia alkoholu, a w moczu nawet po 3-5 dniach), dlatego akademicy z Uniwersytetu Florydzkiego skupili się na takich właśnie testach. Zebrali grupę 11 osób, które nie piły alkoholu i sprawdzali, jak częstość korzystania z antybakteryjnych żeli do rąk wpływa na stężenie metabolitów etanolu w moczu. By oddać warunki pracy pielęgniarek, przez 3 dni z rzędu podczas 10-godzinnych zmian ochotnicy co 5 minut myli ręce specjalnymi mydłami. Mocz badano po zakończeniu każdej zmiany i następnego dnia przed rozpoczęciem nowej. Odkryliśmy, że niemal wszyscy wytwarzali metabolity charakterystyczne dla spożycia alkoholu.
Po porównaniu poziomu glukuronianu etylu i siarczanu etylu w moczu osób używających dużych ilości preparatów dezynfekujących i pijących alkohol ustalono, że w grupie myjących stężenie siarczanu etylu było o wiele niższe, nie zbliżając się do norm wskazujących na upojenie. Wg Reisfielda, stężenie siarczanu etylu może być wspomnianym na początku biomarkerem, pozwalającym odróżnić spożycie alkoholu od zewnętrznego stosowania produktów z etanolem.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Amerykański rynek tworzyw sztucznych jest warty 300 miliardów dolarów dzięki temu, że tworzywa można przetwarzać w postaci płynnej. Warzywniaki używają plastikowych torebek zamiast papierowych, a ubrania z poliestru są tańsze od tych z bawełny, ponieważ polimery mogą być rozpuszczane i przetwarzane w formie płynnej. Przetwarzanie nanorurek w postaci płynnej daje możliwość wykorzystania procesów technologicznych, które zostały opracowane na potrzeby polimerów - mówi profesor Matteo Pasquali, jeden z twórców rewolucyjnej metody przetwarzania nanorurek.
Po dziewięciu latach pracy grupa naukowców, wśród których był zmarły laureat Nagrody Nobla w dziedzinie chemii Richard Smalley, ogłosiła dokonanie przełomu. Uczonym udało się opracować technologię, która umożliwia przetwarzanie węglowych nanorurek na skalę przemysłową. Ich najnowsze prace opierają się na okryciu w 2003 roku metody rozpuszczania dużych ilości czystych nanorurek w silnych kwasach, takich jak np. kwas siarkowy. Z czasem okazało się, że nanorurki w takich roztworach łączą się tworząc rodzaj płynnych kryształów w kształcie spaghetti, które następnie można rozdzielać na pojedyncze włókna grubości ludzkiego włosa.
Nasze odkrycie pozwala na przeprowadzenie efektywnego procesu przemysłowego dla nanorurek - mówi Wade Adams, jeden z odkrywców. Badania wykazały, że najlepszym rozpuszczalnikiem dla nanorurek jest kwas chlorosulfonowy - dodaje.
Od czasu dokonania odkrycia z 2003 roku uczeni badali różne kwasy i różne stężenia, by znaleźć ten, który będzie jak najlepiej współpracował z nanorurkami. Podczas tych eksperymentów porównywano też zachowanie kwasów i nanorurek z zachowaniem polimerów podczas procesów przemysłowych, opracowując jednocześnie podstawy teoretyczne i praktyczne konieczne do wdrożenia produkcji na skalę przemysłową.
Amerykanom pomagali naukowcy z izraelskiego Instytutu Technologii Technion. Ishi Talmon i jego koledzy z Technion wykonali najważniejszy krok, który pozwolił nam na zdobycie bezpośredniego dowodu na to, że nanorurki rozpuszczają się spontanicznie w kwasie chlorosulfonowym. By tego dokonać musieli opracować eksperymentalną technologię bezpośredniego obrazowania zeszklonych szybko zamrożonych roztworów kwasowych - informuje profesor Pasquali.
Węglowe nanorurki odkryto w 1991 roku i od tamtej pory budzą olbrzymie nadzieje. Naukowcy chcą je wykorzystać zarówno do leczenia nowotworów, jak i do produkcji energii. Jednak nanorurki to bardzo niewdzięczny materiał. Trudno je nie tylko wyprodukować, ale i pracować z nimi. Jednak naukowcy od lat eksperymentują, gdyż są niezwykle obiecujące. Nanorurki mogą przewodzić prąd, zachowywać się jak przewodniki i półprzewodniki, można je ogrzewać za pomocą fal radiowych i wykorzystać do niszczenia guzów nowotworowych, mogą być wypełnione lekarstwami, które dostarczą w dokładnie oznaczone miejsce, są sześciokrotnie lżejsze od stali, ale 100-krotnie bardziej wytrzymałe.
Kevlar, polimer wykorzystywany w kamizelkach kuloodpornych, jest od 5 do 10 razy bardziej wytrzymały, niż najmocniejsze włókno z nanorurek, które możemy obecnie wyprodukować. Jednak teoretycznie możemy wyprodukować włókna nanorurkowe 100-krotnie wytrzymalsze. Jeśli uda się nam wykorzystać chociażby 20% ich potencjału zyskamy wspaniały materiał, być może najbardziej wytrzymały ze wszystkich znanych - mówi Pasquali.
Specjaliści oceniają, że w nadchodzącej dekadzie światowy rynek nanorurek będzie wart co najmniej 2 miliardy dolarów rocznie.
Naukowców czeka jeszcze sporo pracy. Na całym świecie próbuje się opracować metodę wytwarzania identycznych nanorurek o zadanych właściwościach.
Obecnie, jak mówi Pasquali, jedną z głównych zalet opracowanego procesu jest możliwość wyprodukowania w ciągu kilku dni grama nanorurkowych włókien z grama nanorurek.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.