Главная » 2012 » Март » 29 » Разработан суперматериал, которому нет равных
12:49
Разработан суперматериал, которому нет равных
Одно из самых легких твердых веществ в мире, стало одной из тем обсуждения на сегодняшнем симпозиуме 243-м съезде Американского химического общества, крупнейшим научным обществом в мире. Симпозиум был посвящен новой области науки получившей название биомиметика. Ученые буквально черпают вдохновение от матери-природы, исследуя и адаптируя биологические системы растений и животных к нуждам медицины, промышленности и т.д.
Олли Йоккала, доктор философии, описал новый плавучий материал, разработанный для имитации ног водомерки. Тонкие ноги и из "аэрогель" состоит из крошечных нано-волокон из целлюлозы растений. Аэрогели настолько легкие, что некоторые из них называются "твердым дымом". Наноцеллюлозные аэрогели имеют замечательные механические свойства и гибкость.
"Эти материалы обладают очень впечатляющие свойства, которые могут быть использованы в практических путей", говорит Йокала из Хельсинкского технологический университет в г. Эспо, Финляндия. Применения варьируются от ликвидации разливов нефти, до датчики для обнаружения загрязнения окружающей среды, миниатюрных боевых роботов, и даже детские игрушки и суперплавучий пляжных поплавков.
Презентация Йоккала была среди почти двух десятков докладов на симпозиуме под названием "на основе целлюлозы Биомиметическая и биомедицинских материалов", направленную на использование специально обработанных целлюлозы в области проектирования и инженерных материалов по образцу биологических систем. Целлюлоза состоит из длинных цепей глюкозы сахара связаны друг с другом в полимере, естественно, как пластиковые материалы. Целлюлоза придает древесине недюжинную прочность и является основным компонентом растительных стеблей, листьев и корней. Традиционно, основной кммерческим применением целлюлозы было ее использование в производстве бумаги и ткани - хлопок быть в чистом виде целлюлозы. Но развитие с высокой степенью обработки форм целлюлозы, называется наноцеллюлоза, расширил эти приложения и вызвал интенсивные научные исследования. Наноцеллюлоза состоит из наноразмерных волокон диаметр, которых настолько мал, что необходимо 50000 штук, чтобы их суммарная ширина соответствовала ширине точки.
"Мы находимся в середине золотого века, в котором более ясное понимание формы и функции целлюлозы архитектуры в биологических системах способствует развитие современных материалов", сказал Гарри Брюмера, доктор философии из Университета Британской Колумбии, Ванкувер. Он был одним из организаторов симпозиума с Дж. Винсент Эдвардс, доктор наук, химик-исследователь с Служба сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США в Новом Орлеане, штат Луизиана. "На этой сессии на основе целлюлозы биомиметических и биомедицинских материалов действительно очень своевременно в связи с устойчивым и растущим интересом в использовании целлюлозы, в частности наноцеллюлозы, в биоматериалов".
Йоккала отметил, что целлюлоза является наиболее распространенным полимером на Земле, возобновляемых и устойчивых источников сырья, которые могут использоваться во многих новых направлениях. Кроме того, наноцеллюлоза обещает передовые конструкционные материалы похожие на металлы, такие как высокотехнологичные нити волокон и пленок.
"Это может иметь большое потенциальное значение в содействии миру переход на материалы, которые не нуждаются в нефти для производства", объясняет Йоккала. «Использование древесной целлюлозы не влияет на продовольственное снабжение и цены, на такие культуры, как кукуруза, просо и другие продукты питания. Мы очень рады видеть, как клетчатка выходит за рамки традиционных приложений, таких как бумага и текстиль, и применяется в новых высоких технологиях».
Одно из предположений, сделанном Йоккала для "наноцеллюлозных носителей", это применение их для изготовления спасательных кругов или буеев. При разработке нового материала, группа Йоккала превратила наноцеллюлозу в аэрогель. Аэрогели могут быть изготовлены из различных материалов, даже из кремнезема речного песка, а некоторые из них лишь несколько плотнее, чем воздух. Согласно одной из оценок, если бы Микеланджело сделал знаменитую статуя Давида из аэрогеля, а не мрамор, она бы весила менее 2 килограмм.
Команда изготовила наноцеллюлозный аэрогель, который не только очень прочный, но и способен поглощать огромные объемы нефти, открывая путь для возможного использования в очистке нефтяных разливов. Материал будет плавать на поверхности, поглощающая нефть, не проваливаясь. Ликвидаторы могут собрать его и извлечь из него нефть.
