22/09/2017 - Vorschau mit Polymer mit Formspeicher

Menéame

In einer zunehmend automatisierten Welt spielt die Wissenschaft eine sehr wichtige Rolle bei der Forschung und Entwicklung von Systemen, die selbst handeln können. Studien und Entwicklung von intelligente Materialien, die einige ihrer Eigenschaften verändern, indem sie einem bestimmten Reiz unterworfen werden. Das ist ein Beispiel für die Polymere mit Formspeicher, in der Lage, Form unter der Wirkung eines Reizes, wie z.B. der Temperatur zu ändern.

Auf der Grundlage früherer Untersuchungen im Rahmen des Institut für Physik der Fakultät für Wissenschaft und Technologie der UPV/EHU mit Polycycloocten - ein kommerzielles halbkristallines Polymer - verbunden, die Forscherin der Abteilung Nuria García Steete hat verschiedene Polymersysteme entwickelt, die vielseitige Materialien hervorgebracht haben, die mehrere Anwendungen in verschiedenen Bereichen haben könnten.

Die Forscher des Teams wussten, dass das Polycycloekten ein prägnantes Gedächtnis hat, wenn es überkreuzt ist. Die Forscherin erklärt ihre Struktur wie folgt: "Wir könnten uns ein Polymer als Spaghettiteller vorstellen, wo jeder Spaghetti eine einzelne Polymerkette wäre. Die Kreuzung besteht aus einer Reihe von Verbindungen zwischen Ketten, was Knoten zwischen unseren Spaghetti bedeuten würde, so dass es nicht möglich wäre, einen einzigen Spaghetti aus dem Teller zu nehmen, da er mit so vielen anderen verbunden ist, ohne sie trennen zu können." Dieses interkreuzte Polymer mit Dicumylperoxid erholt seine ursprüngliche Struktur, nachdem es verformt wurde, indem es Wärme aufsetzte.

Der lange Weg der Suche nach intelligenten Materialien

García-Huete hat festgestellt, dass diese Eigenschaft genutzt werden kann, um ein Objekt wieder herzustellen, das oberflächlich (beschädigt, aber nicht zu zerbrechen) beschädigt wurde, indem man es nur mit Wärme versorgt. Sie zeigten auch, dass die Wiederherstellung der Form durch den Aufbau einer Oberflächenstruktur, die auf Mikrosäulen basiert, erhalten wurde und der Kontaktwinkel der Oberfläche geändert wurde. Sie benutzten dazu einen Tropfen Wasser und stellten fest, dass das Wasser je nach der Verformung der Probe unterschiedliche Winkel mit der Oberfläche annahm.

Die Forscherin hat eine Alternative gefunden, um die Kreuzung mit Gammastrahlung zu erreichen. Auf diese Weise hat sie nicht-zytotoxische Materialien erhalten, die sie in Zukunft für die biochemischen Anwendungen verwenden könnte. Nachdem er die mechanischen und thermischen Eigenschaften charakterisiert hatte, analysierte er das Formgedächtnis und in Zusammenarbeit mit anderen Experten konnte er den Speicher in Form mit dem freien Volumen (zwischenmolekularer Freiraum) des Polymers in Verbindung bringen.

Auf der Suche nach neuen Horizonten wollten Forscher wissen, wie man Materialien erhält, die nicht nur Formgedächtnis haben, sondern sich auch selbst reparieren können (d.h. Bruch im Material selbst reparieren). In Zusammenarbeit mit der Technologieuniversität von Delft (Niederlande) erhielten sie Polycycloocten-Mischungen mit anderen Polymeren, so genannten Ionomeren, mit denen sie Materialien erhielten, die die Form-Gedächtniswirkung bewahren und die außerdem über eine Selbstreparaturkapazität verfügen, die sie nur erhitzen kann, was die Verlängerung der Lebensdauer der Materialien begünstigt.

Die Gesamtheit der durchgeführten Studien und Ergebnisse eröffnet die Möglichkeit, diese Polymere in verschiedenen wissenschaftlich-technologischen Bereichen zu verwenden, um den Anforderungen und Bequemlichkeiten des Tages gerecht zu werden. Die Forscherin sieht die Möglichkeit, diese Ergebnisse auf die industrielle Ebene zu übertragen, "weil sich die gesamte Forschung von Anfang an darauf konzentriert hat, sie auf die industrielle Ebene zu bringen, von dem verwendeten Polymer bis zur Wahl der Forschung, über die Größe der durchgeführten Proben und die gewählten Techniken." In der Zwischenzeit wird die Untersuchung fortgesetzt, da nachgewiesen wurde, dass "aus demselben Polymer unterschiedliche Eigenschaften gewonnen werden können," schloss García-Huete.

Weitere Informationen

Nuria García Steete (Barakaldo, 1988) ist ein Diplom in Chemie, machte einen Hochschulabschluss in Neue Materialien und Doktor in Materialwissenschaft und -technologie. Diese Forschung ist Teil seiner Dissertation "Entwicklung and applications of semicrystalline polymers: from shape memory to self-healing materials" unter Leitung von Professor Luis Manuel León und Forscher José Manuel Laza.

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UNIVERSITÄT DES VASKISCHEN LANDES - EUSKAL HERRIKO UNIBERTITATEA (UPV/EHU)

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