Terça-feira, 29 de janeiro de 2013. - Os engenheiros da Pratt School of Engineering da Duke University (Estados Unidos) combinaram redes de carbono da espessura de um átomo com polímeros (macromoléculas formadas pela união de moléculas ou monômeros menores) para criar Materiais exclusivos com uma ampla gama de aplicações, incluindo músculos artificiais.
Essas redes, conhecidas como grafeno, são feitas de carbono puro e têm a aparência de um pano metálico, se observado sob uma lupa. Dadas suas propriedades ópticas, elétricas e mecânicas únicas, o grafeno já é usado em eletrônica, armazenamento de energia, compósitos e biomedicina.
No entanto, esse alótropo de carbono é muito difícil de manusear, pois enruga facilmente, o que, dependendo das circunstâncias, pode ser uma característica positiva ou negativa. Infelizmente, até agora os cientistas não tinham sido capazes de controlar as rugas e esticamentos de grandes superfícies de grafeno, para tirar proveito de todas as suas propriedades, relata Tendências 21.
O engenheiro da Duke University, Xuanhe Zhao, compara esse aspecto do grafeno com a diferença entre papel comum e papel úmido nas declarações coletadas em uma declaração da Universidade Duke: "Se um papel normal estiver amassado, você poderá voltar para achatar com muita facilidade, no entanto, o grafeno é mais como um tecido úmido, é muito fino e pegajoso e difícil de implantar uma vez enrugado, desenvolvemos um método para resolver esse problema e, assim, controlar o enrugamento e alongamento de extensas películas de grafeno ".
O que os engenheiros fizeram foi fixar o grafeno a um filme de borracha previamente esticado várias vezes, a partir de seu tamanho original.
Uma vez que esse trecho se distendeu, uma parte do grafeno foi separada da borracha, enquanto outra parte permaneceu presa à borracha, formando um padrão de apenas alguns nanômetros.
À medida que a borracha se dilatava, o grafeno separado era comprimido para enrugar. Porém, quando o filme de borracha foi esticado novamente, o grafeno anexado empurrou o grafeno amassado até esticar. "Dessa forma, o enrugamento e o estiramento de uma grande área de grafeno de espessura atômica podem ser controlados simplesmente esticando e espalhando um filme de borracha, mesmo à mão", diz Zhao. Os resultados de seu estudo foram publicados na revista Nature Materials.
"Nosso método abre caminho para uma exploração sem precedentes das propriedades do grafeno enrugado e das funções do grafeno", disse Jianfeng Zang, primeiro autor do artigo. "Por exemplo, graças a este sistema, podemos ajustar o grafeno para ser transparente ou opaco enrugando-o e ajustá-lo novamente esticando-o", acrescenta Zang.
Por outro lado, os engenheiros da Duke combinaram grafeno com diferentes filmes de polímeros para desenvolver um material que pode atuar como tecido muscular artificial, contraindo e expandindo sob demanda.
Esses movimentos podem ser controlados com eletricidade. Quando isso era aplicado ao músculo grafeno, ele se expandia. Quando a eletricidade era removida, o músculo relaxava. Variando a tensão, o grau de contração ou relaxamento também pode ser direcionado. "De fato, o enrugamento e o alongamento do grafeno permitiriam uma grande deformação do músculo artificial", explica Zang.
"Os novos músculos artificiais serão úteis para diversas tecnologias, da robótica à administração de medicamentos ou à captura e armazenamento de energia", diz Zhao.
"Em particular, eles prometem melhorar significativamente a qualidade de vida de milhões de pessoas com deficiência, que podem ter dispositivos como próteses leves. O impacto de novos músculos artificiais pode ser análogo ao dos materiais piezoelétricos na sociedade global".
Fonte:
Etiquetas:
Regeneração Notícia Bem estar
Essas redes, conhecidas como grafeno, são feitas de carbono puro e têm a aparência de um pano metálico, se observado sob uma lupa. Dadas suas propriedades ópticas, elétricas e mecânicas únicas, o grafeno já é usado em eletrônica, armazenamento de energia, compósitos e biomedicina.
No entanto, esse alótropo de carbono é muito difícil de manusear, pois enruga facilmente, o que, dependendo das circunstâncias, pode ser uma característica positiva ou negativa. Infelizmente, até agora os cientistas não tinham sido capazes de controlar as rugas e esticamentos de grandes superfícies de grafeno, para tirar proveito de todas as suas propriedades, relata Tendências 21.
O engenheiro da Duke University, Xuanhe Zhao, compara esse aspecto do grafeno com a diferença entre papel comum e papel úmido nas declarações coletadas em uma declaração da Universidade Duke: "Se um papel normal estiver amassado, você poderá voltar para achatar com muita facilidade, no entanto, o grafeno é mais como um tecido úmido, é muito fino e pegajoso e difícil de implantar uma vez enrugado, desenvolvemos um método para resolver esse problema e, assim, controlar o enrugamento e alongamento de extensas películas de grafeno ".
Como se fez
O que os engenheiros fizeram foi fixar o grafeno a um filme de borracha previamente esticado várias vezes, a partir de seu tamanho original.
Uma vez que esse trecho se distendeu, uma parte do grafeno foi separada da borracha, enquanto outra parte permaneceu presa à borracha, formando um padrão de apenas alguns nanômetros.
À medida que a borracha se dilatava, o grafeno separado era comprimido para enrugar. Porém, quando o filme de borracha foi esticado novamente, o grafeno anexado empurrou o grafeno amassado até esticar. "Dessa forma, o enrugamento e o estiramento de uma grande área de grafeno de espessura atômica podem ser controlados simplesmente esticando e espalhando um filme de borracha, mesmo à mão", diz Zhao. Os resultados de seu estudo foram publicados na revista Nature Materials.
"Nosso método abre caminho para uma exploração sem precedentes das propriedades do grafeno enrugado e das funções do grafeno", disse Jianfeng Zang, primeiro autor do artigo. "Por exemplo, graças a este sistema, podemos ajustar o grafeno para ser transparente ou opaco enrugando-o e ajustá-lo novamente esticando-o", acrescenta Zang.
Músculos controlados com eletricidade
Por outro lado, os engenheiros da Duke combinaram grafeno com diferentes filmes de polímeros para desenvolver um material que pode atuar como tecido muscular artificial, contraindo e expandindo sob demanda.
Esses movimentos podem ser controlados com eletricidade. Quando isso era aplicado ao músculo grafeno, ele se expandia. Quando a eletricidade era removida, o músculo relaxava. Variando a tensão, o grau de contração ou relaxamento também pode ser direcionado. "De fato, o enrugamento e o alongamento do grafeno permitiriam uma grande deformação do músculo artificial", explica Zang.
"Os novos músculos artificiais serão úteis para diversas tecnologias, da robótica à administração de medicamentos ou à captura e armazenamento de energia", diz Zhao.
"Em particular, eles prometem melhorar significativamente a qualidade de vida de milhões de pessoas com deficiência, que podem ter dispositivos como próteses leves. O impacto de novos músculos artificiais pode ser análogo ao dos materiais piezoelétricos na sociedade global".
Fonte:
