science >> Wetenschap >  >> Chemie

Kristallijne kunstmatige spier zorgt ervoor dat papieren pop sit-ups doet

Foliepapier pop, zoals hierboven te zien, kan bewegen dankzij een nieuw materiaal. Krediet:American Chemical Society

Enge films over poppen die kunnen bewegen, zoals Anabelle en Chucky, zijn deze zomer populair in de theaters. In de tussentijd, een veel minder dreigende geanimeerde pop heeft chemici aan het woord. Onderzoekers hebben een folie "papieren pop" de mogelijkheid gegeven om te bewegen en sit-ups te doen met een nieuw materiaal dat polymeer covalente organische raamwerken (polyCOF's) wordt genoemd. Ze rapporteren hun resultaten in ACS Centrale Wetenschap .

Wetenschappers maken conventionele COF's door eenvoudige organische bouwstenen te koppelen, zoals koolstofhoudende moleculen met boorzuur- of aldehydegroepen, met covalente bindingen. de bestelde, poreuze structuren vertonen een groot potentieel voor verschillende toepassingen, inclusief katalyse, gasopslag en medicijnafgifte. Echter, COF's bestaan ​​meestal als kristallijne poeders van nano- of microformaat die bros zijn en niet kunnen worden verwerkt tot grotere vellen of membranen die nuttig zouden zijn voor veel praktische toepassingen. Yao Chen, Shengqian Ma, Zhenjie Zhang en collega's vroegen zich af of ze de mechanische eigenschappen van COF's konden verbeteren door lineaire polymeren als bouwstenen te gebruiken.

De onderzoekers baseerden hun polyCOF op een bestaande COF-structuur, maar tijdens de synthese van de verbinding, ze voegden polyethyleenglycol (PEG) toe aan de reactanten. De PEG-ketens overbrugden de porieruimte van de COF, compacter maken, samenhangende en stabiele structuur. In tegenstelling tot de originele COF, de polyCOF kon worden opgenomen in flexibele membranen die herhaaldelijk werden gebogen, gedraaid of uitgerekt zonder schade. Om aan te tonen hoe polyCOF's als kunstmatige spier kunnen worden gebruikt, het team maakte een pop met het membraan als taille en aluminiumfolie als de andere onderdelen. Bij blootstelling aan ethanoldampen, de pop ging rechtop zitten; toen de dampen werden teruggetrokken, het legde vast. De onderzoekers herhaalden deze acties meerdere keren, de pop 'sit-ups' laten doen. De uitzetting van polyCOF-poriën bij het binden van het gas verklaart waarschijnlijk de gymnastiek van de pop, zeggen de onderzoekers.