science >> Wetenschap >  >> Chemie

Een zelfherstellende structurele kleurhydrogel geïnspireerd door de natuur

Een set zelfherstellende hydrogelfilms met verschillende structuurkleuren. Krediet:Yuanjin Zhao.

(Phys.org) - Een team van onderzoekers van de Southeast University in China heeft een zelfherstellende structurele hydrogel ontwikkeld met een breed scala aan toepassingen. In hun paper gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences , de groep beschrijft hun hydrogel en hoe deze werd geïnspireerd door genezing die ze bij dieren waarnamen.

Het is al enkele jaren bekend dat een gebied waar humanoïde robots ontbreken, de huidskleur is - de meeste robots hebben een pasteuze witte huidskleur, wat zowel verontrustend is als waarschijnlijk tot sociale problemen zal leiden zodra robots mainstream worden. De meeste kunsthuid kan zichzelf niet genezen, wat betekent dat robots huidvervanging nodig hebben als deze beschadigd raakt of per ongeluk op ongewenste manieren wordt gekleurd. Er is ook het probleem van het vervagen van kleuren. Wanneer materialen zoals rubbers of kunststoffen worden gekleurd, het wordt over het algemeen gedaan door het gebruik van pigmenten, die, zoals kleding, hebben de neiging om na verloop van tijd te vervagen.

Om die reden, robotwetenschappers willen graag andere soorten kleuropties gebruiken, een daarvan is structurele kleuren - materialen die hun kleur hebben vanwege oppervlaktenanostructuren in plaats van pigmenten. Als voorbeeld, dieren zoals vogels en vissen zijn immuun voor vervaging door structurele kleuring op schubben en veren. Het probleem met het gebruik van dergelijke kleuren, de onderzoekers merken op, heeft uitgezocht hoe ze sterk genoeg kunnen worden gemaakt om problemen in de echte wereld aan te pakken, zoals dingen tegenkomen. In deze nieuwe poging de onderzoekers melden dat ze naar de natuur keken om dit probleem op te lossen.

Chinese Taiji-hydrogel met groene achtergrond. Krediet:Yuanjin Zhao

De nieuwe hydrogel die ze ontwikkelden is eigenlijk dubbellaags:één laag bevat de structurele kleuren, de andere biedt zelfgenezing. Wanneer de hydrogel in twee stukken wordt gesneden, het kan niet alleen zichzelf genezen, het behoudt daarbij de originele kleur. Het eindresultaat, het team meldt, is een heel klein litteken. De groep heeft het materiaal uitgebreid getest en heeft geconstateerd dat het bestand is tegen reële omstandigheden.

Het is nog niet duidelijk of het materiaal daadwerkelijk als robothuid kan worden gebruikt, maar de onderzoekers suggereren dat het voor veel verschillende toepassingen kan worden gebruikt.

Gele hydrogelpiramide. Krediet:Yuanjin Zhao

© 2017 Fys.org