https://frosthead.com

Τροφοδοσία μεταξοσκωλήκων Nanotubes άνθρακα και Graphene κάνει εξαιρετικά σκληρό μετάξι

Το μετάξι είναι αρκετά καταπληκτικό. Η ίνα, που περιστρέφεται από τα κουκούλια του μεταξοσκώληκα Bombyx mori, η οποία δουλεύει αποκλειστικά με φύλλα μούρων, είναι ελαφριά, μαλακή και έχει όμορφη λάμψη. Είναι επίσης εκπληκτικά ισχυρή για μια φυσική ίνα, αλλά οι ερευνητές βρήκαν έναν τρόπο να την καταστήσουν ακόμα ισχυρότερη, ανοίγοντας την πόρτα σε νέες εφαρμογές για μετάξι.

Οι επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Tsinghua του Πεκίνου άρχισαν να τρέφονται με μεταξοσκώληκα φύλλα μουριάς που καλύπτονται σε διάλυμα 0, 2 τοις εκατό από νανοσωλήνες άνθρακα ή γραφένιο. Το αποτέλεσμα, αναφέρει ο Bob Yirka στο Phys.org, ήταν μετάξι που θα μπορούσε να αντέξει κατά 50% περισσότερο στρες από το τυποποιημένο υλικό. Έχει επίσης πραγματοποιήσει ηλεκτρικό ρεύμα όταν θερμαίνεται στους 1922 βαθμούς Φαρενάιτ. Τα αποτελέσματα εμφανίζονται στο περιοδικό Nano Letters.

Ανακαλύφθηκε το 2004, το graphene είναι ένα υλικό θαύματος που αποτελείται από ένα μόνο στρώμα από καθαρά άτομα άνθρακα. Είναι το λεπτότερο υλικό που μπορεί να παραχθεί - 200 φορές ισχυρότερο από το χάλυβα, αλλά ακόμα πολύ εύκαμπτο. Οι νανοσωλήνες άνθρακα, οι οποίοι είναι ουσιαστικά φύλλα γραφένου που έχουν τυλιχθεί σε έναν κύλινδρο, έχουν τεράστια δυνατότητα να ενισχύσουν άλλα υλικά, να χρησιμεύσουν ως αγωγοί και τρανζίστορ και ακόμη και για καθαρισμό ή αφαλάτωση του νερού. Είναι τόσο επαναστατικό που οι μηχανικοί που ανακάλυψαν αυτό το εκπληκτικό υλικό κέρδισαν το βραβείο Νόμπελ το 2010.

Αυτό το τελευταίο εύρημα είναι μια άλλη εντυπωσιακή εφαρμογή του ευέλικτου υλικού. Αλλά υπάρχουν πολλά περισσότερα για τη διαδικασία. Οι ερευνητές δεν έχουν ακόμα καταλάβει πώς ενσωματώνεται το υλικό στις μεταξωτές πρωτεΐνες, ποιο ποσοστό των νανοσωληνίσκων το κάνει στο μετάξι και αν οι νανοσωληνίσκοι έχουν αρνητικές επιπτώσεις στις ίδιες τις κάμπιες. Αυτό είναι ένα έργο για τους βιολόγους, ο επικεφαλής ερευνητής Yingying Zhang λέει στον Prachi Patel για τις χημικές και τεχνολογικές ειδήσεις . Ωστόσο, αυτή η νέα διαδικασία είναι πιθανότατα περισσότερο φιλική προς το περιβάλλον από ότι προσπαθεί να ψεκάσει ή να επικαλύψει το μετάξι με νανοσωλήνες μετά την παραγωγή, αναφέρει ο Patel.

Αλλά η τεχνική έχει δοκιμαστεί πριν. Το 2014, οι ερευνητές του πανεπιστημίου Donghua παρήγαγαν μετάξι με 25% ενίσχυση της δύναμης τους με τη σίτιση των πολυσωματιδιακών νανοσωληνίων άνθρακα των σκουληκιών. Το Yaopeng Zhang, επίσης του Donghua, προσπάθησε επίσης να τροφοδοτήσει σκουλήκια μεταξιού διοξειδίου του τιτανίου νανοσωματίδια για να προσπαθήσουν να βελτιώσουν τη δύναμή τους και την αντοχή τους στο υπεριώδες φως.

Η Yirka λέει ότι το νέο μετάξι θα μπορούσε να οδηγήσει σε ισχυρότερα ιατρικά εμφυτεύματα και ρούχα ενσωματωμένα με ηλεκτρονικά. Το μετάξι έχει επίσης τη δυνατότητα να παράγει μερικά από τα πρώτα εμπορικά διαθέσιμα προϊόντα με βάση το γραφένιο. "Για πολλά χρόνια οι άνθρωποι ψάχνουν εφαρμογές graphene, οι οποίες θα το κάνουν ευρέως χρησιμοποιούμενο", λέει ο Ravi Silva, ερευνητής του grafene στο Πανεπιστήμιο του Surrey, λέει ο Anthony Cuthbertson στο Newsweek . "Τώρα φτάνουμε μέχρι τώρα στο σημείο όπου θα γίνουν αυτές οι εφαρμογές".

Τροφοδοσία μεταξοσκωλήκων Nanotubes άνθρακα και Graphene κάνει εξαιρετικά σκληρό μετάξι