写于 2017-07-05 01:18:14| 金沙平台| 总汇

根据莱斯大学的研究,在显微镜下观察到的像这样的液晶样品在反复压缩时会变得更加坚硬

据Verdzco实验室/莱斯大学在一项新发表的研究中,莱斯大学的研究人员报告说有机硅的液晶相当有机硅经受低振幅(5%),重复(动态)压缩时,其变硬90%休斯顿 - 挤压一块硅胶,它迅速恢复到原来的形状,像以往一样湿软但莱斯大学的科学家发现当有机硅被轻轻地和反复压缩时,有机硅的液晶相变硬90%他们的研究可能导致自我修复材料或模仿人体组织的生物相容性材料的新策略本月研究论文出现在Nature的在线期刊Nature上通信有机硅在其液晶相中处于固态和液态之间,这使得对于许多事情来说非常方便所以赖斯聚合物科学家Rafael Verduzco很有兴趣看到他认为他知道的材料以他没想到的方式表现良好“我真的很惊讶地发现,当我的学生做了这些测量时,它变得越来越僵硬,“他说”事实上,我起初并不相信他“研究人员曾打算量化几年前前莱斯大学研究生布伦特凯里所看到的结果,他们将纳米管注入的聚合物加入了一个名为重复动态压缩一周内惊人的3500万次压缩(每秒5次)使材料变得坚韧,就像锻炼后的肌肉一样,增加了12%Verduzco和主要作者/ Rice研究生Aditya Agrawal遇到的是一种显示均匀的材料更强的效果他们最初计划研究液晶有机硅/纳米管复合材料,类似于Carey测试的,但决定先看看没有纳米管的液晶有机硅“It”最好开始简单,“Verduzco说有机硅是由长而柔韧的链条缠绕而成,像一碗意大利面条一样打结在传统的有机硅中链条随机取向,但该小组研究了一种特殊类型的有机硅,称为液晶弹性体在这些材料中,链条将自身组织成棒状线圈当材料被静态压缩时,如挤压一块Jell-O或拉伸橡皮筋,它会折回到原来的形状

之间的纠缠和结链条防止它改变形状但是当动态压缩16小时后,硅胶保持了几个星期的新形状,令人惊讶的是,它比原始材料硬得多“液晶弹性体中的分子就像是想要指向的液体特别方向,“Verduzco说”在起始样品中,棒是随机定向的,但是当材料变形时,它们会旋转并最终最终指向同一方向这就是产生硬化的原因令人惊讶的是,通过相对温和但重复的压缩,您可以计算出所有的缠结和结,最终得到一个样品,其中所有聚合物棒都对齐“测试中,研究人员将液晶分子(类似于液晶显示器中使用的液晶分子)化学附着到有机硅上虽然它们看不到棒,但X射线衍射图像显示侧基 - 因此棒 - 在压缩下对齐“它们总是耦合如果侧组在一个方向上取向,聚合物链想跟随它或反之亦然,”Verduzco说X射线还表明加热到70摄氏度的样品从液晶相中滑出Verduzco表示,加强效果是可逆的,因为加热和冷却加强的样品将使其在几小时内放松回原状态Verduzco pla ns压缩硅胶在另一个阶段,称为近晶相,其中聚合物棒层对齐“人们一直想在显示器中使用这些,但它们很难对齐重复压缩可能是解决这个问题的一种简单方法挑战,“他说,由于有机硅是生物相容的,它们也可以用于组织工程软体组织需要在反复压缩和变形下保持体力软化,液晶弹性体表现出相似的耐久性,他说 该论文的共同作者包括凯莉,莱斯校友,现在是欧文斯科宁的科学家;研究生Alin Chipara; Yousif Shamoo,生物化学和细胞生物学教授; Pulickel Ajayan,Benjamin M和Mary Greenwood Anderson工程学教授,机械工程和材料科学,化学和化学与生物分子工程教授;和沃尔特查普曼,威廉W阿克斯化学和生物分子工程教授,所有赖斯;和布拉德波特大学机械工程助理教授Prabir Patra在Rice Verduzco担任研究任命,是化学和生物分子工程的助理教授

该研究得到了IBB Hamill Innovations Grant,Robert A Welch Foundation,National科学基金会和国立卫生研究院,通过国家过敏和传染病研究所出版物:Aditya Agrawal等,“动态自增强液晶弹性体”,2013年,Nature Communications 4,文章编号:1739; doi:101038 / ncomms2772来源:莱斯大学Mike Williams图片:Verduzco Laboratory / Rice University