Drukuj

Tworzywa "akrobatyczne" dla medycyny i przemysłu

Tworzywa
Naukowcy z uczelni Massachusetts Institute of Technology i ośrodków naukowych Helmholtz Association wynaleźli klasę materiałów o wyjątkowych zdolnościach do zmiany kształtu pod wpływem ciepła - można je opisać jako tworzywa akrobatyczne.

Nowe materiały, znane jako „materiały o potrójnym kształcie”, mogą przybierać trzy różne kształty w zależności od ilości doprowadzonego ciepła.

Kluczowe osiągnięcie powstało w laboratoriach inżyniera chemii Roberta Langera z MIT i chemika polimerów Andreasa Lendleina z Instytutu Helmholtza w Teltow w Niemczech.

„Materiały o potrójnym kształcie mogą się przełączać z kształtu A, do kształtu B i do kształtu C” - wyjaśnia Lendlein – „zmiana kształtu oferuje wyjątkowe możliwości w zastosowaniach takich jak "inteligenty" stent w medycynie, lub "inteligentny" system mocujący w montażu komercyjnych produktów.”

“Inteligenty stent” zrobiony z nowej klasy tworzywa może przybierać trzy różne kształty co ułatwi zabiegi medyczne: Przybierze wygodny w manipulacji kształt owalny przy wprowadzaniu do organizmu człowieka, potem w pełni nadmuchany kształt owalny do chwilowego użycia naczyniu krwionośnym, przewodzie lub cylindrycznym organie, aż w końcu znów przyjmie skurczony kształt cylindryczny w celu łatwego usunięcia.


Efekt potrójnego kształtu dla tuby.
A) 20°C średnica w pionie 4,5mm, po podgrzaniu przełącza się do drugiego zaprogramowanego kształtu
B) o średnicy 6,9mm, a potem po podgrzaniu do 60°C do ostatecznego kształtu
C) o średnicy 5,8mm


Kształt potrójnie się zmieniający od A do B do C może też mieć zastosowania w przemyśle. Mocowania zmieniające kształt mogą być użyte w jednym elemencie lub przytwierdzone do niego, tak aby po podgrzaniu wyciągnąć ramię do drugiego elementu. Po dalszym podgrzaniu mocowanie mogłoby ponownie zmienić kształt ryglując się. W efekcie, była by to forma automatycznego samomontażu.


Efekt potrójnego kształtu dla mocowania składającego się z płyty z dwoma zaczepami.
A) przy 20°C łatwy w manipulacji element został umieszczony w prawym, łatwodostępnym otworze;
B) do D) zwiększenie temperatury do 40°C spowodowało wyprostowanie się elementu i umieszczenie zaczepów w lewym trudnodostępnym otworze;
E) do F) dalsze zwiększenie temperatury do 60°C uaktywniło otwarcie zaczepów i połączenie elementu w ustalonej pozycji


Langer, professor Instytutu MIT powiedział: “To jest nowa zasada w materiałach i będzie dawała wiele nowych możliwości. Wyobrażam sobie, że jeśli są rzeczy, które trzeba zainstalować, a potem usunąć to zdolność do zmiany kształtu będzie bardzo przydatna. „ Po raz pierwszy zobaczyłem coś co zmienia się z kształtu A do kształtu B i potem do kształtu C.”

Wyniki badań zostaną opublikowane 28 listopada w amerykańskim magazynie PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).

zdjęcia: GKSS RESEARCH CENTER 2006

Czytaj więcej: Tworzywa sztuczne 692