Блог компании ua-hosting.company. Какова цель жизни индивида? Какова цель представителя того или иного вида? Может показаться, что у этих вопросов общий корень, но это не так. Цель индивида, как не парадоксально, индивидуальна, она может быть не связана с видовой принадлежностью, может даже идти в разрез с потребностями вида. Но цель представителя вида заключается в его сохранении.

Человечество, как вид, делало все мыслимое и немыслимое во имя своего выживания, развития и последующего доминирования на планете Земля. Дабы достичь того, что есть у нас сейчас, человечество поставило себя выше других видов и даже самой среды обитания. Да, это дало свои плоды, но часть из них гниют еще на ветке.

Говоря о том, что деятельность человека имела крайне негативный эффект на экологию, мы пытаемся принять свои ошибки прошлого, дабы изменить будущее. Одномоментного чуда, когда люди во всей массе своей отказываются от ископаемых ресурсов, пластиковых пакетов и животноводства, не случится, как бы сильно того не хотели особо активные эко-активисты. Но это не значит, что ученые сидят, сложа руки. Напротив, они стараются внести ощутимый вклад в улучшение экологической ситуации.

Этот благородный мотив был и у ученых из университета Сассекса (Великобритания), разработавших биоразлагаемый гидрогель на основе водорослей, который они успешно применили для создания экологичного, и при этом точного тензодатчика.

Какова была процедура синтеза гидрогеля, как тестировался датчик и насколько он точен? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Основа исследования

Одним из величайших открытий человечества, наряду с колесом и письменностью, являются полимеры. Этот материал нашел свое применение во многих областях, от машиностроения до фармацевтики. В исследовательском мире полимеры также продолжают быть в числе лидеров среди материалов, которым можно найти еще какое-то применение. Ученые со всего мира изучали возможность использовать полимеры и в гидрофобных покрытиях, и в гибких подложках для электроники, и даже в новейших методах доставки препаратов в нужную область организма/органа/ткани.

Одной из ключевых областей исследований, преимущественно сосредоточенных на применении полимерных материалов, является создание гибких электронных устройств для измерения механической деформации, основанных на пьезорезистивности, т. е. электрическом сопротивлении, изменяющемся с приложенной деформацией. Основой таких устройств обычно являются либо наноматериалы со смешанной фазой, либо осаждение наноматериалов на эластичных полимерных подложках, либо сама форма электропроводящего полимера. Тем не менее проблема, лежащая в основе большей части исследований этих устройств, заключается в плохой устойчивости многих используемых материалов.

Дешевой и эффективной альтернативой более сложным гетероструктурам считаются смешанные нанокомпозиты. Однако никто не учитывает затраты (и эффект на окружающую среду) потенциального процесса утилизации, когда такое устройство неминуемо выйдет из строя. Дополнительная проблема в том, что для создания таких устройств обычно требуются системы растворителей, которые являются опасными, а в некоторых случаях и канцерогенными.

Ученые отмечают, что в молекулярной гастрономии было показано, что пищевые продукты на основе водорослей образуют съедобные материалы за счет простого введения ванночки для отверждения, состоящей из хлорида кальция.

Молекулярная кухня (молекулярная гастрономия) — раздел трофологии (экологии питания), связанный с изучением физико-химических процессов, которые происходят при приготовлении пищи.

Во время этого процесса альгинат натрия сшивается кальцием с образованием альгината кальция — высокогидрофильного полимера, который набухает в присутствии воды с образованием гидрогеля. Предлагаемое преимущество таких материалов перед обычными композиционными матрицами на основе неперерабатываемых каучуков и силоксановых эластомеров заключается в том, что они позволяют получать экологически безопасные материалы с чрезвычайно низкими механическими свойствами. Преимущество низкой механической жесткости заключается в том, что она позволяет значительно снизить предел обнаружения материалов, что делает их более эффективными при измерении мельчайших деформаций.

В рассматриваемом нами сегодня труде ученые продемонстрировали простой метод, в котором водный раствор графена был интегрирован в матрицу водорослей, чтобы облегчить создание гидрогеля графеновых водорослей с самым низким модулем Юнга для датчика деформации, который когда-либо был зафиксирован. Полученные датчики были настолько чувствительны, что фактически могли измерить объект массой всего 2 мг, что эквивалентно одной капле дождя, столкнувшейся с их поверхностью.

Подготовка к опытам

В исследовании использовались: холат натрия, графитовые хлопья, водоросли в виде порошка альгината натрия и хлодир кальция в виде хлопьев.