Puede que no lo sepas, pero las alfombras invisibles de polímeros evitan que las cosas se vean pegajosas en este momento. Las lentes de tus gafas podrían estar cubiertas con ellas para evitar manchas. Están evitando que las panzas de los barcos se corroan,las articulaciones artificiales se bloquean y los dispositivos médicos no acumulan gérmenes. El nombre "nanobrush de polímero" no parece apropiado porque estos materiales erizados no se utilizan para barrer los escombros, en realidad evitan que se acumule.
La ciencia detrás de su producción se parece mucho al manejo del césped en un campo de golf. Pero durante años se ha hecho una cuchilla, o cerda, a la vez, o al rociar algunas semillas y esperar lo mejor. Científicos de materiales deLa Universidad de Drexel ha plantado una nueva idea: que pueden hacer mejores pinceles al extenderlos como césped.
Hasta hace poco, los cepillos de polímeros se han hecho de dos maneras principales. Una, llamada "injerto de", es como rociar semillas en el suelo y esperar que el césped eche raíces. La otra, "injertar a" es más como trasplantarbriznas individuales de hierba. En una edición reciente de Comunicaciones de la naturaleza , Christopher Li, PhD, profesor en la Facultad de Ingeniería de Drexel, explica su nuevo método para la fabricación de pinceles que les da a los científicos un mayor grado de control sobre la forma del cepillo y las cerdas, y es mucho más eficiente.
El enfoque de Li implica el crecimiento de una lámina funcional bidimensional de cristales de polímero, similar a un trozo de cinta de doble cara a nanoescala. Cuando la lámina se adhiere a un sustrato existente y los cristales se disuelven, las cadenas de polímero restantes brotan, formando las cerdas del pincel.
"Las últimas décadas fueron testigos de progresos emocionantes en los estudios sobre cepillos de polímeros, y muestran grandes promesas en varios campos, incluyendo recubrimiento, biomédico, detección, catálisis, por nombrar solo algunos", dijo Li, cuya investigación en Drexel Soft MaterialsEl laboratorio se enfoca en materiales que tienen propiedades estructurales y dinámicas complejas, como los cepillos de polímeros ". Creemos que nuestro descubrimiento de una nueva forma de hacer cepillos de polímeros es un avance significativo en el campo y permitirá el uso de los cepillos de formas nuevas y emocionantes."
Los materiales de pincel de polímero son especialmente útiles en situaciones en las que las piezas deben encajar bien juntas pero deben poder moverse sin fricción tirando una llave inglesa en las obras. También son efectivas para mantener las superficies importantes libres de partículas, productos químicos, proteínas y otrosagentes de ensuciamiento Los cepillos de polímero se han utilizado para cubrir todo, desde lentes de gafas, botes y dispositivos médicos, donde evitan manchas, productos químicos y gérmenes dañinos, hasta articulaciones artificiales y componentes mecánicos en vehículos, donde actúan como lubricante.
La cantidad relativa de fricción que los cepillos pueden reducir tiene que ver con qué tan largos y rígidos son los polímeros y qué tan separados están separados. El método de Li es importante porque puede ajustar con precisión todas estas características porque puedecontrole la formación de las láminas de cristal bidimensionales. En el documento, informa sobre la creación de los cepillos de polímeros más densamente empaquetados hasta la fecha, con cerdas separadas por menos de un nanómetro.
"Estos cristales individuales 2D funcionalizados en la superficie brindan una oportunidad única para la síntesis de cepillos de polímeros bien definidos", dijo Li. "El paso clave en nuestro método es premontar polímeros en cristales individuales de polímeros antes de acoplarlos al sustrato"
Para el grupo de Li, que ha sido pionero en la investigación en el crecimiento de cristales esféricos y electrolitos de polímeros sólidos para el almacenamiento de energía, controlar la formación de polímeros cristalizados para una aplicación como esta es casi una segunda naturaleza.
Según el documento, el equipo incluso puede crear cristales de polímeros con puntos de anclaje en ambos extremos para que formen un bucle, que es una formación de cerdas mucho más resistente que un polímero de anclaje único.
"Lo que todo esto significa es que algún día los ingenieros podrán personalizar recubrimientos de brochas de polímero increíblemente duraderos para extender la vida útil de todo tipo de juntas y acoplamientos de formas únicas", dijo Li. "Esto cambia la forma en que nos vemos"al hacer los pinceles y creo que tendrá un impacto duradero en esta área de investigación "
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Materiales proporcionados por Universidad de Drexel . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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