Мембранна технология вдъхновена от реакцията на млякото може да революционализира носимите устройства

От велкрото до сонара и слънчевите батерии – много революционни изобретения са се появили благодарение на вдъхновението на създателите им от природата. Сега, екип от изследователи, ръководен от инженери от Тексаския университет в Остин е намерил вдъхновение в реакцията на млякото, за да създаде гъвкав гел слой, който може да предизвика иновации в сензорите, батериите, роботиката и други.

При нагряване млякото има склонност да образува подобен на кожа слой, съставен от денатурирани протеини и мазнини в горната си част.

„Бяхме вдъхновени от това явление и го изследвахме в различни материали, за да произведем многофункционални гел мембрани, които лесно да могат да се отделят.“

казва Гуихуа Ю, професор в катедрата по машинно инженерство „Уокър“ на инженерното училище „Кокрел“ и Тексаския институт за материали

Тези гел-мембрани са подобни на хидрогеловете. Докато водата е течният елемент в хидрогеловете, новоразработените мембрани съдържат йонна течност, откъдето идва и наименованието йоногелови.

Йоногелите имат по-гъвкава структура, а йоните имат повече пространство за движение, което ги прави силно проводими и много чувствителни.

Тези свойства превръщат йоногелите в основни кандидати за сензори, особено за проследяване на движението, сърдечния ритъм и други параметри, свързани със здравето в носимата електроника.

Екипът от изследователи, който включва сътрудници от Североизточния университет по горско стопанство и Университета по химични технологии в Шънян, Китай, наблюдава потенциала на тези мембрани да служат и като електролити в твърдотелни батерии.

При потапяне на устойчиви материали от биомаса в определени разтворители, техните молекули се пренареждат в тънки слоеве в края на материала, създавайки двуизмерни (2D) йоногелни мембрани, които могат да бъдат отстранени лесно с помощта на пинсета.

Този процес работи с различни материали, а по-ниската му цена позволява да бъде разраснат с висока скорост. Освен това процесът позволява да се удебелява или изтънява дебелината слоя според нуждите.

„Този прост, но ефективен метод, предизвикан от разтворител, наистина позволява бързото производство на 2D функционални полимерни слоеве от различни устойчиви материали от биомаса, включително целулоза, хитозан, копринен фиброин, гума гуар и други.“

казва Нанси (Youhong) Гуо, един от водещите автори на статията, бивш дипломант, а сега постдокторант в MIT

Сега екипът се стреми да усъвършенства процеса за оптимизиране на механичните свойства за приложения, свързани с модерни технологии като носима електроника, роботика и изкуствен интелект.

Изследването е публикувано в рецензираното научно списание Nature Synthesis.