Skip to main content

Mechanically Interlocked Actuating Conjugated Polymers

Article Category

Article available in the folowing languages:

Inteligentne polimery w protetyce i czujnikach

Nowe polimery przewodzące o mechanicznie wiązanej, aczkolwiek elastycznej strukturze, opracowane w ramach finansowanego przez UE projektu, mogą stanowić w przyszłości podstawę syntetycznych mięśni.

Technologie przemysłowe

Związki zbudowane z powtarzających się jednostek (polimery) są wszędzie, od występujących naturalnie, takich jak DNA i celuloza, po odmiany syntetyczne, w szczególności tworzywa sztuczne. Materiał elektromechaniczne to materiały adaptacyjne lub inteligentne, które (odwracalnie) reagują na pola elektryczne zmianami mechanicznymi parametrów, takich jak wytrzymałość, kształt czy elastyczność. W makroskali ich potencjał zastosowania w protetyce jest oczywisty — elektryczne impulsy nerwowe mogą wywoływać zmiany w syntetycznych mięśniach. W mikroskali, poszczególne cząsteczki polimerów reagują na zastosowane pole elektryczne zmianami w budowie, ułatwiając rozwój urządzeń mikroczujnikowych. Nowe elektromechaniczne polimery były przedmiotem badań w ramach projektu "Mechanicznie łączone pobudzane polimery sprzężone" (MIA-CP). W szczególności naukowcy starali się wprowadzić mechanicznie (a nie chemicznie) powiązane architektury do materiałów przewodzących, koncentrując się na protetyce, czujnikach i innych urządzeniach. Partnerzy projektu MIA-CP zsyntetyzowali całkowicie nowy materiał, składający się ze sprzężonych i zablokowanych obręczy cząsteczkowych (makrocykle boczne). Nie tylko jest on doskonałym kandydatem na syntetyczne mięśnie ze względu na elastyczną, usieciowioną strukturę, ale może także stanowić pierwszy krok w kierunku nowych czujników ze względu na możliwości wykrywania oparów kwasu poprzez zmiany w prądzie elektrycznym. W innych opublikowanych pracach opisano syntezę innego polimeru sprzężonego, wykazującego potencjał zastosowania jako sztuczne mięśnie. Sprzężone polimery węglowe zostały również wyprodukowane w ramach nowej metodologii umożliwiającej wiązanie makrocykli z nanorurkami węglowymi. Materiały takie mogą otworzyć w przyszłości drzwi innowacyjnym urządzeniom elektroaktywnym. Projekt MIA-CP z powodzeniem połączył najnowocześniejsze technologie wiązania mechanicznego z ostatnimi osiągnięciami w zakresie syntezy sprzężonych polimerów, prowadząc do wytworzenia nowej generacji wysokowydajnych materiałów elektromechanicznych. Zsyntetyzowane polimery prezentują duży potencjał zastosowań w sztucznych mięśniach, czujnikach oraz innych urządzeniach elektrochemicznych. Biorąc pod uwagę, że tzw. inteligentne materiały są projektowane w oparciu o naturę, być może naturalnym wyborem jest ich wykorzystanie do zastąpienia mechanizmów naturalnych, które zawiodły.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania