Vyvinuli grafénom obohatenú plastelínu na meranie ľudského pulzu
Vedci zmiešali inteligentnú plastelínu s grafénom. Výsledný materiál je natoľko citlivý na zmeny tlaku, že zaznamená aj to, ak sa po ňom prejde pavúk.
Poznáte inteligentnú plastelínu? Ide o tvárnu hmotu, ktorej hnetenie znižuje stres. Pripraviť si ju môžete aj sami doma.
V podstate ide o vysokoviskóznu elastickú zmes polymérov a vody, ktorej vlastnosti sa menia v závislosti od vyvíjaného tlaku. V pokoji sa zmes rozteká, pri tlačení sa správa skoro ako tuhá látka.
Ide o zaujímavú hračku, ktorej použitie sa však nekončí hraním. Používa sa napríklad ako dočasné lepidlo či ako medicínska pomôcka vo fyzioterapii. Využitie tohto materiálu sa tento mesiac rozšírilo vďaka tímu írskych a anglických vedcov, ktorí plastelínu obohatili o grafén.
Výsledkom je materiál veľmi citlivý na zmeny tlaku, ktorý dokáže monitorovať ľudský pulz či dokonca odmerať chôdzu pavúka. Výsledky uverejnili v prestížnom vedeckom časopise Science.
G-plastelína
Materiál bádatelia nazvali G-plastelína (grafénová plastelína). Grafén je plochá 2D štruktúra tvorená atómami uhlíka, ktoré sú usporiadané do šesťuholníkových štruktúr podobných včelím plástom.
Je miliónkrát tenší než papier, vodivejší než meď a silnejší ako diamant. Za jeho izoláciu (pomocou lepiacej pásky a ceruzky) a štúdium jeho vlastností udelili profesorom Andre Geimovi a Konstantinovi Novoselovovi z Univerzity v Manchesteri v roku 2010 Nobelovu cenu za fyziku.
Nápad zmiešať inteligentnú plastelínu a grafén hnala viac zvedavosť než vedecké použitie. „Rád by som tvrdil, že tento projekt bol dobre naplánovaný,“ vysvetlil pre Nature Jonathan Coleman, vedúci výskumnej skupiny. „V mojej skupine máme jednoducho tradíciu využívať nástroje z domácnosti aj počas výskumu.“
Coleman skutočne nežartoval – pred dvoma rokmi totiž uverejnil štúdiu, v ktorej opísali prípravu grafénu z grafitu (tuha z ceruzky) pomocou kuchynského mixéra.
Elektrická vodivosť a odpor
G-plastelínu (G-putty) pripravili podobne, ako to ukázal slovenský portál priklady.eu na svojom Instagrame: z polyméru, ktorý bol vzájomne poprepájný (cross-linked) cez atómy kyslíka pomocou atómov bóru.
Vzniknutá sieť polymérov zachytí medzi sebou molekuly vody, ktorá zaručí, že výsledný materiál ostane polotekutý.
Príprava inteligentnej plastelíny. Zdroj – www.priklady.eu (profil na Instagrame)
Colemanov tím do hotovej inteligentnej plastelíny pridal grafénové nanoútržky s dĺžkami 200 až 800 nanometrov. Výsledná G-plastelína bola schopná viesť elektrický prúd, pričom vodivosť (respektíve elektrický odpor) závisela od aplikovaného tlaku.
Dôvodom je sieť, ktorú útržky grafénu vytvorili v rámci plastického materiálu. Ak bol nezdeformovaný, grafénová sieť viedla prúd. Aplikáciou tlaku sa sieť narušila, preto sa znížila vodivosť. Materiál sa po odobratí zdroja tlaku opäť usporiadal do pôvodnej štruktúry a bol schopný viesť prúd.
Práve túto schopnosť bádatelia využili na veľmi presné meranie krvného tlaku či rytmiky dýchania. G-plastelína dokonca dokázala odmerať jednotlivé kroky maličkého pavúka, ktorý vážil iba 20 miligramov.
Najtenšia žiarovka sveta z grafénu
Dostupné z doi: 10.1126/science.aag2879
Ako si budovať hlboké vzťahy bez osamelosti? Kúpte si knihu Umenie blízkosti – rozhovory Moniky Kompaníkovej s psychológom Jánom Hrustičom.
Máte pripomienku alebo ste našli chybu? Prosíme, napíšte na [email protected].
