1
ستاد ویژه توسعه فناوری نانو Iran Nanotechnology Innovation Council بستن
  • ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

  • بانک اطلاعات شاخص های فناوری نانو

  • سایت جشنواره فناوری نانو

  • سیستم جامع آموزش فناوری نانو

  • شبکه آزمایشگاهی فناوری نانو

  • موسسه خدمات فناوری تا بازار

  • کمیته استانداردسازی فناوری نانو

  • پایگاه اشتغال فناوری نانو

  • کمیته نانو فناوری وزارت بهداشت

  • جشنواره برترین ها

  • مجمع بین المللی اقتصاد نانو

  • اکو نانو

  • پایگاه اطلاع رسانی محصولات فناوری نانو ایران

  • شبکه ایمنی نانو

  • همایش ایمنی در نانو

  • گالری چند رسانه ای نانو

  • تجهیزات فناوری نانو

  • صنعت و بازار

  • باشگاه نانو

استفاده از گرافن در تولید ماهیچه مصنوعی

کلمات کلیدی : ماهیچه‌ مصنوعی - اکسید گرافن - گرافن - نانوروبان تاریخ خبر : 1390/03/21 تعداد بازدید : 3361

گروهی از محققان آمریکایی با بازکردن شیمیایی نانولوله‌های کربنی چنددیواره، نوعی نانوروبان اکسید گرافنی تولید کرده‌اند که می‌تواند در تولید ماهیچه مصنوعی مورد استفاده قرار بگیرد.

در چند دهه گذشته مواد مختلفی برای تولید ماهیچه مصنوعی مورد آزمایش قرار گرفته‌اند. این مواد باید دارای خاصیت فعال‌سازی باشند که به‌صورت توانایی یک ماده در تغییر برگشت‌پذیر ابعاد خود در اثر محرک‌های مختلف تعریف می‌شود. از جمله این مواد می‌توان به تار عنکبوت و نانولوله‌های کربنی اشاره کرد؛ با این حال تاکنون عملکرد هیچ یک از این مواد به پای عملکرد ماهیچه طبیعی نرسیده است.

حال گروهی از محققان موسسه نانوفناوری در دانشگاه تگزاس در دالاس از گرافن برای این کار بهره برده‌اند. این گروه به فهرست ویژگی‌های پیشرفته نانوروبان‌های اکسید گرافن، خاصیت فعال‌سازی را نیز اضافه کرده‌اند. در این مطالعه نشان داده شده است که حرارت‌دهی الکتریکی صفحات متشکل از نانوروبان‌های گرافنی منجر به ایجاد کشش 6/1 درصدی و بیشینه ظرفیت کار 40 ژول بر کیلوگرم می‌شود که مشابه خاصیت فعال‌سازی یک ماهیچه طبیعی است.

این گروه پژوهشی بر خلاف گروه‌های دیگری که در این زمینه کار کرده‌اند، صفحات گرافنی را از طریق باز کردن شیمیایی نانولوله‌های کربنی چنددیواره تولید کردند. این روش موجب تولید نانوروبان‌های اکسید گرافنی باریک‌تری می‌شود که نسبت به قطعات اکسید گرافن معمولی، توزیع اندازه یکنواخت‌تری دارند.

عملکرد فعال‌سازی این نانوروبان‌ها به‌طور مستقیم و توسط حرارت‌دهی الکتریکی در شرایط معمولی مورد ارزیابی قرار گرفت. به‌دلیل حرارت‌دهی کنترل‌شده، از احیای اکسید گرافن به گرافن و در نتیجه برگشت‌ناپذیری تغییر ابعاد آن که در دماهای بالا صورت می‌گیرد، جلوگیری می‌شود.

 
 
بنا بر گفته محققان، کرنش ایجاد شده در محدوده وسیعی از کشش ثابت است. تنها محدودیتی که در زمینه مقدار کشش اعمالی وجود دارد، مقاومت مکانیکی نانوروبان‌های اکسید گرافن است که در فشارهای بالا از هم می‌گسلد.

عدم کاهش کارایی این ماده در فشارهای بالا ویژگی نادری برای فعال‌سازها به‌شمار می‌رود. این نشان می‌دهد نیروهای درونی که موجب ایجاد کرنش می‌شوند، بسیار قوی‌تر از فشار خارجی اعمال‌شده هستند.

این پژوهشگران تغییرات ابعادی مشاهده شده در نانوروبان‌های اکسید گرافن را به جذب و واجذب مولکول‌های آب توسط اکسید گرافن بسیار آبدوست نسبت می‌دهند. آنها انتظار دارند با مرتب کردن نانوروبان‌ها در نمونه و افزایش استحکام صفحه متشکل از این نانوساختارها، کرنش و ظرفیت کار این ماده افزایش یابد.

همانند آلیاژهای حافظه شکلی دمایی که به‌صورت تجاری وجود دارند، فعالسازهای نانوروبانی نیز می‌توانند در کاربردهای مختلف مربوط به ماهیچه‌های مصنوعی بدون الکترولیت مورد استفاده قرار بگیرند.

جزئیات این کار در مجله Chemical Physics Letters منتشر شده است.