Valaiseva, itsekorjautuva ja magneettiaktiivinen robottikuitu

Singaporen kansallisen yliopiston (NUS) tutkijaryhmä on kehittänyt joustavia kuituja, joilla on itsekorjautuvia, valoa säteileviä ja magneettisia ominaisuuksia. 

Skaalautuva hydrogeelipinnoitettu ionotroninen nikkeliytiminen elektroluminesenssikuitu (SHINE) on taivutettava, emittoi erittäin näkyvää valoa ja voi korjata itsensä automaattisesti leikkauksen jälkeen ja palauttaa lähes 100 prosenttia alkuperäisestä kirkkaudestaan.

Lisäksi kuiturakenteeseen voidaan syöttää energiaa langattomasti sekä käsitellä fyysisesti magneettisilla voimilla.

Yhteen rakenteeseen yhdistettyjen useiden hyödyllisten ominaisuuksien ansiosta kuitu löytää potentiaalisia käyttökohteita valoa säteilevinä pehmeinä robottikuituina ja interaktiivisina näyttöinä. Se voidaan myös kutoa älytekstiileiksi. 

”Suurin osa digitaalisesta tiedosta välittyy nykyään pitkälti valoa emittoivien laitteiden kautta. Olemme erittäin kiinnostuneita kehittämään kestäviä materiaaleja, jotka voivat säteillä valoa ja tutkia uusia muototekijöitä, kuten kuituja, jotka voisivat laajentaa käyttöskenaarioita, esimerkiksi älytekstiilit.

Yksi tapa suunnitella kestäviä valoa lähettäviä laitteita on tehdä niistä itsestään paranevia, aivan kuten biologisista kudoksista, kuten ihosta", sanoi apulaisprofessori Benjamin Tee.

Kuitu perustuu koaksiaaliseen rakenteeseen, jossa yhdistyvät nikkeliydin magneettisen herkkyyden takaamiseksi, sinkkisulfidipohjainen elektroluminesenssikerros valon emissiota varten ja hydrogeelielektrodi läpinäkyvyyttä varten.

Kuidun hydrogeelikerros paranee itsestään kemiallisen sidoksen uudistumisen kautta ympäristöolosuhteissa, kun taas nikkeliydin ja elektroluminesenssikerros palauttavat rakenteellisen ja toiminnallisen eheyden lämmön aiheuttamien dipolivuorovaikutusten ansiosta 50 celsiusasteessa.

"Tärkeämpää on, että palautusprosessi palauttaa yli 98 prosenttia kuidun alkuperäisestä kirkkaudesta, mikä varmistaa, että se kestää mekaanisia rasituksia korjauksen jälkeen", lisäsi professori Tee."

SHINE-kuidussa on myös nikkeliytimen mahdollistama magneettinen aktivointi. Sen ominaisuuden ansiosta kuitua voidaan käsitellä ulkoisilla magneeteilla. "Tämä on mielenkiintoinen ominaisuus, koska se mahdollistaa sovelluksia, kuten valoa säteilevät pehmeät robottikuidut, jotka pystyvät ohjautumaan ahtaissa tiloissa, suorittamaan monimutkaisia ​​liikkeitä ja signaloimaan optisesti reaaliajassa", sanoi tohtori Fu Xuemei, paperin ensimmäinen kirjoittaja.

Aiheesta aiemmin:

Keinoihot ja tekoäly

Venyvää ja korjautuvaa materiaalia