Yapay kas için ışıkla işlenebilen polimerler

YAPAY KASLAR İÇİN IŞIK DUYARLI POLİMERLER

Işıkta açılan polimer filmler fonksiyonel malzemelerin yeni ailesinin ilkleri arasında olabilir.

Işık ile muamele edildiğinde bükülen ve esneyen self-assembling polimer filmlerinin yeni bir formu, fonksiyonel malzemelerde yeni bir ailenin çıkacağını işaret ediyor. Bu esneyen polimer film, yüksek oranda düzenliliğe sahip üç boyutlu dizilişleri oluşturmak için girgin karmaşık moleküllerin kullanıldığı ilk malzemedir. A discovery that could change the way that many active material are made, from artificial muscles to solar cells.

Wako şehrinde bulunan RIKEN Advances Science Institute’sinden Nobuhiko Hosono, Takuzo Aida ve meslektaşları ve Tokyo Üniversitesi bu self-assembling protokolünü geliştirdi. Araştırmacılar fırça şeklindeki (brush-shaped) polimerlerin iki teflon tabaka arasında sıcak basıldığında düzenli bir polimerin film oluştuğunu buldular.

Bu keşifi, azobenzenleri (bir çift azot atomu tarafından ayrılmış iki benzen halkası) birleştiren bir polimer (fırça yapılı, her yan zinciri ya da uzantısı ışık-duyarlı, ) üzerine çalışırken buldular.

Araştırmacılar bu fotoizomerizasyon davranışı polimer yapılarının önemli derecede düzgün ve uzun mesafeli yapılarının kuvvetlendirilmesinde kullandılar. Bu yan zincirlerin yüzeyde bulunanları ışık ile uyarıldığında yan zincirler uyum içinde kıvrılıp polimer filmin bükülmesini sağladı. Farklı dalga boyunda ikinci bir ışık demetinin isomerizasyon işlemini tersine çevirip polimer filmin rahatlamış şekline yani orijinal haline dönmesini sağladığı gözlemlendi.

Hosono, bu malzemeyi elde etmenin püf noktasının Teflonun iki tabakasını bir doğrultuda sıkıca tutturarak arada kalan malzemenin ısıtılması olduğunu söylüyor. Böylece oluşan gerilim Teflon tabakalarının tek bir eksen boyunca yönlenmesini ve böylece iki tabakanın kalıp görevi görerek tabakalar arasında sıkışmış olan erimiş polimer fırçaları oluşmasını sağlıyor. Polimer fırçalarının yan zincirleri, fırça yapılarını yukarı doğru çekerek Teflon ile uyumlu hale geliyor. Her polimer fırçası aynı doğrultuda hizalanırken tekrarlı ve üç boyutlu bir diziliş oluşturuyor. (Resim 1)

Hosono, Aida ve meslektaşları bu tekniğin diğer benzer yan zincirlere sahip polimer fırçalarında da kullanılabilir olacağını umuyorlar. Hosono, yapay kasları geliştirmek için (kendi polimer filmlerin davranışlarına benzer olarak) araştırma grubunun çapraz bağlı polimer yan zincirlerini deneyeceklerini söylüyor. Bu, polimerin tekrarlı bir şekilde kıvrılıp rahatlaması ile kasın moleküler yapısını olası bozukluklardan koruyup kasa daha uzun bir yaşam süresi verecektir.

Araştırma grubu şimdiden diğer potansiyel uygulama alanlarında çalışma yapmayı planlamış gibi gözüküyor. Hosono, polimer fırçalarının geniş alanlı üç boyutlu sıralamasının yeni elektronik cihazlar yapmak için muhteşem bir potansiyele sahip olduğunu söylüyor. ” Biz şimdiden, yüksek verimli ince tabakalı organik güneş pillerin geliştirilmesinde yeni bir tip polimer fırça geliştirdik.”

Resimde, iki tabaka içinde kendi kendine birleşme özelliğine ve üç boyutlu dizilişe (solda) sahip polimer fırçalarından (sağda) yapılmış ışık-duyarlı film görülmektedir.

Anlamayanlar (?) için ve daha fazla bilgi için İngilizce KAYNAK