science >> Wetenschap >  >> Chemie

Krimpfolies krijgen grip

Krediet:American Chemical Society

Veel mensen herinneren zich het spelen met speelgoed dat bekend staat als Shrinky Dinks - vellen polystyreen met vormen die kinderen kunnen kleuren, uitsnijden en opwarmen in een oven, waar ze krimpen tot dikkere stukken plastic. Nutsvoorzieningen, onderzoekers hebben krimpfolies hergebruikt voor een onverwacht gebruik:het maken van sterke, duurzame grijpers die ooit materialen kunnen inkapselen of in zachte robotica kunnen worden verwerkt. Ze rapporteren hun resultaten in ACS toegepaste polymeermaterialen .

Krimpende Dinks ® ondergaan hun dramatische transformatie omdat ze vormgeheugenpolymeren zijn. Fabrikanten rekken de vellen polystyreen voor zodat ze bij verhitting boven 217 F, ze krimpen terug naar hun vroegere grootte. Michael Dikkie, Jan Genzer en collega's vroegen zich af of ze deze eigenschappen konden benutten om goedkope grijpers te maken die sterker zouden zijn en hun vorm beter zouden behouden dan andere zachte materialen die voor dit doel worden gebruikt, zoals hydrogels en elastomeren.

Er achter komen, de onderzoekers gebruikten een inkjetprinter om zwarte inkt in verschillende vormen op het oppervlak van polystyreenvellen te patroon. Toen de onderzoekers met infrarood licht op de uitgesneden vormen schenen, de geïnkte gebieden werden sneller opgewarmd dan de lege gebieden, waardoor het polystyreen zich om het te grijpen object wikkelt, zoals een zeskantbout. Door het licht te verwijderen, bleef de vorm van de grijper op zijn plaats. Het team toonde aan dat grijpers geoptimaliseerd voor inktpatroon, geometrie en aantal panelen kunnen objecten van meer dan 24 ophangen, 000 keer hun eigen massa gedurende enkele minuten voor mechanische storing, of 5, 000 keer hun eigen massa voor maanden.