تولید هیدروژل جدید تحت سلطه دافعه الکتروستاتیک
دانشمندان «مرکز علوم مواد نوظهور» در موسسه «RIKEN» ژاپن به همراه محققان «موسسه ملی علوم مواد» دانشگاه توکیو این هیدروژل را تولید کرده‌اند
به گزارش تاسیسات نیوز دانشمندان ژاپنی برای نخستین بار هیدروژلی ارائه داده‌اند که دارای ویژگی دافعه الکتروستاتیکی و نه تعاملات جاذبه است.
محققان حاضر دریافتند نانوورقه‌های تیتانات در محلول کلوئیدی ناهمگن در محیط آبی معلق می‌شوند و زمانی که در معرض میدان مغناطیسی قوی قرار می‌گیرند، در مقابل هم صف‌آرایی می‌کنند.
این میدان، دافعه الکتروستاتیکی بین آن‌ها را به حداکثر می‌رساند و این ورقه‌ها را در ساختاری شبه‌بلورین به دام می‌اندازد. در واقع، این نانورقه‌ها به دلیل وجود نیروهای الکتروستاتیکی بینشان، در مقابل هم صف‌آرایی می‌کنند.
برای تولید ماده جدید، محققان از این شیوه جدید برای آرایش‌کردن لایه‌هایی از ورقه‌ها در یک صفحه خاص استفاده کردند و هنگامی که این ورقه‌ها در این صفحه آرایش شدند، با استفاده از فرآیندی شیمیایی به نام پلیمرازیسیون نوری، محلول کلوئیدی ناهمگن در محیط آبی را به هیدروژل تبدیل کردند.
محققان در واقع، از پالس‌های نوری برای سفت‌کردن محلول آبی و تبدیل آن به هیدروژل استفاده کردند به طوری که ورقه‌ها دیگر حرکت نمی‌کردند.
با طی این فرآیند، دانشمندان ماده‌ای خلق کردند که ویژگی‌هایش تحت دافعه الکتروستاتیکی است. این در حالی است که تاکنون، مواد ساخت دست بشر از این فرآیند بی‌بهره بوده‌اند اما چنین ویژگی در طبیعت وجود داشته است.
هیدروژل جدید با اعمال نیروهای برشی به سادگی شکلش را از دست می‌دهد اما در مقابل نیروهای فشاری که به صورت قائم به آن اعمال شوند، به شدت مقاومت می‌کند.
این دستاورد می‌تواند فرصت‌های جدیدی را برای خلق مواد نرم با کارکردهای غیرمعمول در اختیار دانشمندان بگذارد. می‌توان از موادی از این نوع در حوزه‌های مختلف از پزشکی احیا گرفته تا مهندسی ماشین‌های دقیق استفاده کرد زیرا این ماده امکان تولید غضروف مصنوعی، مواد ضدارتعاشی و مواد دیگری را فراهم می‌کند که باید در مقابل از شکل‌افتادگی مقاومت کنند.
در حال حاضر، نیروهای دافعه الکتروستاتیکی در حوزه‌های مختلف از جمله تولید قطارهای ماگلو و برخی وسایط‌نقلیه به کار می‌روند.
جزئیات این دستاورد علمی در نشریه Nature قابل‌مشاهده است.
پایان پیام /.