บาคาร่าเว็บตรง การยกของหนัก: โคพอลิเมอร์ไอโอโนเจล (สิ่งที่ใส่เข้าไป) ที่มีพื้นที่หน้าตัด 4 มม. 2รองรับน้ำหนัก 1 กกเทคนิคในการผลิตไอโอโนเจลที่มีทั้งความเหนียวพิเศษและความยืดหยุ่นสูงได้รับการพัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐนอร์ทแคโรไลนาในสหรัฐอเมริกา กระบวนการขั้นตอนเดียวแบบใหม่นี้สามารถใช้เพื่อสร้างไอโอโนเจลที่มีคุณสมบัติที่มีประโยชน์มากมาย
Ionogels เป็นโครงข่ายโพลีเมอร์ที่บวมด้วยของเหลวไอออนิก
พวกมันค่อนข้างคล้ายกับไฮโดรเจลซึ่งมีอาการบวมน้ำและมีการใช้งานหลายอย่างรวมถึงคอนแทคเลนส์ ผลิตภัณฑ์เพื่อสุขอนามัย และวัสดุปิดแผล Ionogels ได้รับความสนใจอย่างมากในหมู่นักวิจัยเนื่องจากไม่มีความผันผวน ความคงตัวทางความร้อนและไฟฟ้าเคมีสูงและการนำไอออนที่ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม ไอโอโนเจลส่วนใหญ่ที่ผลิตจนถึงตอนนี้มีคุณสมบัติทางกลที่ไม่พึงประสงค์ เช่น แรงแตกหักต่ำ (น้อยกว่า 1 MPa) มีความเหนียวต่ำ (ประมาณ 1,000 J/m) และโมดูลัสของ Young ต่ำ (น้อยกว่า 0.1 MPa)
เพื่อจัดการกับข้อบกพร่องเหล่านี้ ทีมงานที่นำโดยMichael Dickeyจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐ North Carolina ได้พัฒนาวิธีการขั้นตอนเดียวที่เรียบง่ายและตรงไปตรงมาในการผลิตไอโอโนเจลที่ยืดหยุ่นสูง แข็ง และแกร่งเป็นพิเศษ ทำได้โดยการสุ่มโคพอลิเมอไรเซชันโมโนเมอร์สองตัวโดยใช้แสงยูวีต่อหน้าของเหลวไอออนิก
โมโนเมอร์สองตัวที่ทีมใช้ครั้งแรกคืออะคริลาไมด์ ซึ่งใช้ในคอนแทคเลนส์ และกรดอะคริลิกซึ่งใช้ในผ้าอ้อมเด็ก ขั้นตอนง่ายๆ เกี่ยวข้องกับการผสมโมโนเมอร์สองตัว วางโมโนเมอร์ลงในของเหลวไอออนิก จากนั้นจึงฉายแสงยูวีบนตัวอย่าง สิ่งนี้จะสร้างโคพอลิเมอร์ที่เป็นส่วนผสมของสองเฟส: เฟสที่อุดมด้วยโพลีเมอร์ที่ทำให้ไอโอโนเจลแข็งแกร่งขึ้นและเฟสที่อุดมด้วยตัวทำละลายที่ยืดหยุ่นได้ ซึ่งช่วยให้วัสดุได้รับความเครียดมหาศาล
เลือกส่วนผสมของคุณ
Meixiang Wangนักวิจัยดุษฎีบัณฑิตที่ North Carolina State และเป็นผู้เขียนคนแรกในบทความที่บรรยายถึงงานนี้ พร้อมด้วยเพื่อนร่วมงานของเธอยังได้สำรวจลักษณะทั่วไปของวิธีการของพวกเขาด้วยการใช้โมโนเมอร์และของเหลวไอออนิกที่หลากหลาย พวกเขาพบว่าวิธีการแบบขั้นตอนเดียวของพวกเขาสามารถใช้กับคู่ของโมโนเมอร์ที่สร้างพอลิเมอร์ที่มีความสามารถในการละลายต่างกันในระหว่างการทำโคพอลิเมอไรเซชัน นี่เป็นวิธีที่มีแนวโน้มในการผลิตไอโอโนเจลที่มีโครงสร้างจุลภาคที่ปรับได้และคุณสมบัติทางกล ทางไฟฟ้า และทางแสงที่ชัดเจน
ทีมงานใช้เทคนิคของตนเพื่อสร้างไอโอโนเจลแบบเหนียวที่มีแรงแตกสูง 12.6 MPa พลังงานแตกหัก 24 kJ/m โมดูลัสของ Young ที่ 46.5 MPa และความสามารถในการยืดตัวได้ประมาณ 600% คุณสมบัติเหล่านี้เปรียบได้กับยางธรรมชาติและกระดูกอ่อน
เรารู้สึกตื่นเต้นที่เราได้ทำบางสิ่งที่มีคุณสมบัติโดดเด่นอย่างแท้จริงซึ่งสามารถทำได้ง่ายมาก – คุณเพียงแค่ส่องแสงบนมัน – โดยใช้โพลีเมอร์ที่หาได้ทั่วไป” Dickey กล่าว “และคุณสามารถปรับแต่งคุณสมบัติของไอโอโนเจลได้โดย ควบคุมอัตราส่วนของส่วนผสมระหว่างกระบวนการโคพอลิเมอไรเซชัน
การผสมผสานที่ไม่ซ้ำใคร ไอโอโนเจลที่มีอยู่ไม่ค่อยมีคุณสมบัติมัลติฟังก์ชั่น อย่างไรก็ตาม ทีมงานสามารถสร้างไอโอโนเจลที่มีการกู้คืนตัวเองได้ดี รักษาตัวเองได้ดีเยี่ยม และมีคุณสมบัติในการจดจำรูปร่างที่โดดเด่น สิ่งนี้เป็นไปได้เพราะโคพอลิเมอร์ไอโอโนเจลเปลี่ยนพฤติกรรมด้วยอุณหภูมิ
ประโยชน์ที่สำคัญประการหนึ่งของกระบวนการ
photopolymerization คือ มันสามารถใช้สำหรับการพิมพ์ 3 มิติไอโอโนเจลให้มีรูปร่างและขนาดได้ตามต้องการ ความหนาของผนังที่ต่ำถึง 100 ไมครอนสามารถทำได้โดยใช้เทคนิคการพิมพ์แบบสเตอริโอลิโธกราฟี
กระบวนการของทีมเป็นลางบอกเหตุที่ดีสำหรับการค้าเนื่องจากคุณสมบัติทางกลที่ไม่เคยมีมาก่อน เช่น ความแข็ง ความเหนียว และความยืดหยุ่นสูงมาก รวมกับคุณสมบัติการกู้คืนตัวเอง การรักษาตัวเอง และหน่วยความจำรูปร่าง เปิดการใช้งานใหม่ๆ มากมาย รวมถึงวัสดุดูดซับแรงกระแทก สำหรับใช้ในรองเท้าวิ่ง
“ขั้นตอนต่อไปคือการนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในเชิงพาณิชย์ เรากำลังทำงานร่วมกับพันธมิตรในอุตสาหกรรมรายหนึ่งอยู่แล้ว และพร้อมที่จะทำงานร่วมกับผู้อื่นเพื่อพัฒนาแอปพลิเคชันสำหรับไอโอโนเจลสายพันธุ์ใหม่นี้” ดิกกีย์กล่าว
โมเลกุลแตกออก
Mikal-Evans กล่าวว่า “เราสามารถสังเกตได้ว่าโมเลกุลของน้ำส่วนใหญ่ถูกแยกออกจากกันในตอนกลางวันเพราะมันร้อนมาก ในขณะที่โมเลกุลที่อยู่รอดได้ลึกลงไปในชั้นบรรยากาศจะเรืองแสงอย่างแรงที่ความยาวคลื่นอินฟราเรด” “อะตอมของไฮโดรเจนและออกซิเจนจากโมเลกุลของน้ำที่กระจัดกระจายจะถูกพัดไปรอบๆ ซีกโลกตอนกลางคืน ซึ่งอุณหภูมิที่ต่ำกว่าจะทำให้พวกมันรวมตัวกันใหม่เพื่อก่อตัวเป็นไอน้ำอีกครั้ง ก่อนที่พวกมันจะถูกพัดกลับไปยังซีกโลกข้างกลางวันเพื่อทำซ้ำวัฏจักร ”
ฮับเบิลตรวจพบชั้นสตราโตสเฟียร์ของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ
ทีมงานได้จองเวลากับกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ รุ่นใหม่เพื่อศึกษา WASP-121b อย่างละเอียดยิ่งขึ้น พวกเขาวางแผนที่จะสังเกตการเปลี่ยนแปลงไม่ใช่แค่ไอน้ำเท่านั้น แต่ยังรวมถึงคาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งเชื่อกันว่าอยู่ในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบ บาคาร่าเว็บตรง
