فرش مع التبديل

سلاسل جزيئية صغيرة كأدوات متعددة الوظائف ومرنة

التمثيل التخطيطي للبوليميربست. أعلاه: فقط "شعيرات" من أنواع البوليمر طارد تمدد ، والجزيئات تبقى على مسافة. أدناه: تم تغيير حالة بيئة "التبديل" ، وتمتد السلاسل الجزيئية للأنواع الجذابة ويمكن للجزيئات الالتزام بها © Deinet / ISAS
قراءة بصوت عال

الفرش ، التي تتكون من سلاسل جزيئية ويمكن تشغيلها أو إيقاف تشغيلها بواسطة ظروف محيطة - يبدو هذا كأنه حلم للمستقبل ، لكن العلماء أنشأوا بالفعل الأساس الأول لمثل هذه الأدوات العملية.

هذه فرش لا يمكن فرشاة الأسنان ، والأطباق لا تغسل حتى. لهذا ، ومع ذلك ، صد المطر ، وحماية الأنابيب من الإمساك أو منع صد يزرع. ليس بعد ، ولكن في مرحلة ما في المستقبل ، تنبأ علماء مثل مانفريد ستام من معهد درسدن ليبنز لأبحاث البوليمرات. أستاذ الكيمياء الفيزيائية يبحث في فرش البوليمر وخصائصها المدهشة. ما إذا كان يمكن إيقاف تشغيل بعض الخصائص وإيقافها كما هو مطلوب ، فهو يريد أن يكتشف مع زملائه من ألمانيا والولايات المتحدة الأمريكية في مشروع جديد.

السلاسل الجزيئية تفرش على "أمر"

مصنوعة فرش البوليمر من البوليمرات ، والتي هي سلاسل طويلة من الجزيئات الصغيرة. يتم تطعيم السلاسل الجزيئية بالقرب من السطح بحيث يتعين عليها أن تمتد وتمسك بالشعيرات. اعتمادًا على نوع البوليمر ، يمكنهم جذب أو صد الماء أو الجير أو المواد الأخرى. يمكن أن يكون كلاهما عبارة عن فرشاة من نوعين من البوليمرات ذات خصائص معاكسة. ومع ذلك ، فإن فرش البوليمر الثنائية المزعومة تحتاج أيضًا إلى "مفتاح تبديل" لإعلامهم بموعد القيام بشيء ما.

ولكن لا تفي الأزرار أو العتلات بهذه المهمة ، ولكن الظروف البيئية. "نحولهم ببساطة عن طريق تغيير درجة الحرارة أو درجة الحموضة" ، يوضح مانفريد ستام. يظهر نوع "البوليمر" من نوع "على الخط" فقط التأثير ، لأنها فقط يمكنها مدّ "شعيراتها". على سبيل المثال ، مع غطاء من فرش البوليمر الثنائية ، على سبيل المثال ، يمكن لبدلة ركوب الأمواج أن تنحرف عن الماء عند درجة حرارة 5 درجات مئوية وتسمح بمرور 25 درجة على هيئة منعشة لطيفة.

فرش في العمل

لكن فيما يتعلق بالملابس الوظيفية أو غيرها من التطبيقات ، ما زال مشروع الفرشاة للتبديل بعيدًا ، وقبل كل شيء ، يتعلق الأمر بالبحث الأساسي. ما هي أنواع البوليمر الأنسب؟ والتي "التبديل"؟ وهل تفعل الفرش فعلًا ما ينبغي فعله؟ بالعين المجردة ، هذا غير مرئي ، لكن الهياكل الخفية صغيرة جدًا. عرض

وبالتالي ، يبحث كارستن هنريش من معهد العلوم التحليلية بجهاز خاص ، يسمى مقياس القطع الناقص. "هذا يتيح لنا مراقبة فرش البوليمر أثناء العمل ، ولكن دون إزعاجها" ، يوضح الفيزيائي في برلين. وتضيف بترا أولمان من مجموعة العمل في مانفريد ستام: "فقط عندما نعرف بالضبط كيف تعمل الفرش ، يمكننا تحسينها".

التطبيق في زراعة الأنسجة

إذا كان من الممكن تبديل فرش البوليمر حسب الرغبة ، فإن العلماء يختبرون البروتينات والجسيمات النانوية الأخرى. إذا كان المشروع ناجحًا ، فالتطبيقات المحتملة ليست بعيدة ، لأن بعض البروتينات تشكل أساسًا لتربية الأنسجة الاصطناعية. عندما تكون الفرش "قيد التشغيل" ، يمكن للبروتينات أن تودع عليها ، مما يسمح للنسيج أن ينمو عليها بهدوء. لكن في النهاية يجب إزالته بطريقة ما.

"مع الأساليب المستخدمة حتى الآن ، يحدث الانحلال كيميائيًا ، حيث يمكن تلف الأنسجة الاصطناعية" ، كما أوضح بترا أولمان. "مع شعيرات البوليمر القابلة للتحويل ، سيكون الأمر أسهل: تغيير بسيط في درجة الحرارة أو بعض الظروف البيئية الأخرى - وسيتدفق أنسجة الجلد أو الدم المربى من تلقاء نفسه من السهل جنيها ".

(معهد العلوم التحليلية ، 09.03.2007 - NPO)