Bilim

İpekten Nanotüp Malzemeler Yapmak

Yerli ipekböceği Bombyx mori tarafından üretilen ipek lifleri, binlerce yıldır güçlü fakat hafif ve lüks bir malzeme olarak değerlendirildi. Naylon ve polyester gibi sentetik polimerler daha az maliyetli olmasına rağmen, ipeklerin doğal nitelikleri ve mekanik özellikleriyle kıyaslanamazlar. Pittsburgh Üniversitesi Swanson Mühendislik Okulu’nun araştırmasına göre, karbon nanotüplerle birleştirilen ipek, yeni nesil biyomedikal cihazlara ve geçici, biyobozunur elektroniklere yol açabilir.

Swanson Okulu Endüstri Mühendisi Profesörü  Mostafa Bedewy: “İpek çok ilginç bir malzemedir. İnsanların binlerce yıldır yüksek kalitede tekstil ürünleri yapmak için kullandıkları doğal elyaflar olan ipekten biz mühendisler; son zamanlarda benzersiz biyo-uyumluluk, biyo-bozunabilirlik ve mekanik esneklik özellikleri nedeniyle,  esnek biyoelektronik gibi birçok yeni uygulama için ipeğin potansiyelini kullanmaya karar verdik. Mesele şu ki, bu tür uygulamalar için ipek kullanmak istiyorsak, bunların lif formunda olmasını istemeyiz. Daha ziyade, istenen optik, mekanik ve kimyasal özellikleri gösteren filmler formunda fibroin adı verilen ipek proteinlerini yeniden üretmek istiyoruz.”

Bu rejenere ipek fibroinleri (RSF’ler) tipik olarak suda kimyasal olarak kararsızdırlar ve RSF filmlerinde fibroin proteinlerinin moleküler yapısını hassas bir şekilde kontrol etmenin zorluğu nedeniyle yetersiz mekanik özellikler içerirler. Ayrıca, karbon nanotüpler (CNTs) üzerinde yoğun olarak çalışan NewProduct Laboratuvar grubu ve NanoÜrün Laboratuvar grubu, nanotüpler ve fibroinler arasındaki moleküler etkileşimlerin RSF proteinlerinin yapısını “ayarlayabilmenin sağlayabileceğini düşünmüştür.

Dr. Bedewy: “CNT’lerin ilginç yönlerinden biri, bir polimer matrisinde dağıldıklarında ve mikrodalga radyasyonuna maruz kaldıklarında, bölgesel olarak ısınmalarıdır. Bu yüzden, bu benzersiz fenomeni, bir “RSF-CNT” kompozitinde CNT’ler etrafındaki fibroin yapısında istenen dönüşümleri yaratmak için kullanıp kullanamayacağımızı merak ettik. ”

Bedewy’ye göre, bir çözücü buharı muamelesi ile birleştirilen mikrodalga ışıması, protein yapısı için benzersiz bir kontrol mekanizması sağladı ve sentetik polimerler ile karşılaştırılabilir, ancak hem daha sürdürülebilir hem de parçalanabilir olabilen esnek ve şeffaf bir film ile sonuçlandı.

Bu RSF-CNT filmleri, esnek elektronikler, biyomedikal cihazlar ve geçici elektronikler, örneğin sensörler gibi, saatler ya da haftalar arasında değişen bir süre boyunca kullanılabilme potansiyeline sahiptir ve daha sonra doğal olarak çözünmektedir.

Dr. Bedewy: “Bu çalışmaların geleceğe yönelik olarak ilerlemesinden heyecan duyuyoruz, çünkü bu benzersiz işlevsel malzemelerin bilim ve teknoloji yönlerini geliştirmeyi dört gözle bekliyoruz. Bilimsel açıdan bakıldığında, nanotüp yüzeyleri ve protein molekülleri üzerindeki fonksiyonelleştirme arasındaki moleküler etkileşimleri anlamak için hala çok fazla şey vardır. Bir mühendislik perspektifinden, doğal ipek kozalarını alıp onları gelecek nesil giyilebilir ve implante edilebilir elektronik cihazlar için fonksiyonel ince filmlere dönüştürmek ve ölçeklenebilir üretim süreçleri geliştirmek istiyoruz…”

Kaynak:
ScienceDaily
Etiketler
1 Oy2 Oy3 Oy4 Oy5 Oy (2 oy verildi, Ortalama: 5 üzerinden 5,00 oy )
Loading...

Benzer Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Close