Tasarlanmış kalamar bazlı biyomateryallerde bulunan termal anahtar
Elraenn - Stranded Deep Oynuyor (BOSS KESİMİ - FİNAL) #17 (Haziran 2019).
Optimal optik ve elektriksel özellikler için ayar malzemeleri yaygınlaşmaktadır. Artık araştırmacılar ve üreticiler, çok sayıda DNA tekrarından oluşan kalamardan esinlenmiş bir protein kullanarak termal iletkenlik için materyalleri ayarlayabilirler.
"Modern teknolojilerdeki ısıl taşımayı kontrol etmek - soğutma, veri depolama, elektronik veya tekstiller - çözümsüz bir problemdir, " diyen Melik Demirel, Penn State'deki İleri Fiber Teknolojileri Araştırma Merkezi'nde mühendislik ve makine mühendisliği direktörü ve direktörüdür. "Örneğin, çoğu standart plastik malzeme çok düşük ısıl iletkenliğe sahiptir ve bunlar termal izolatörlerdir. Üzerinde çalıştığımız bu kalamar bazlı biyo materyaller ortam neminde düşük iletkenliğe sahiptir, ancak bunlar termal iletkenliklerinin önemli ölçüde artması için tasarlanabilir.."
Bu durumda, artış proteinde kaç tandem tekrarın olduğuna ve konvansiyonel plastiklerde görülen artışlardan 4, 5 kat daha büyük olabilir. Tandem tekrarları, doğada bulunan, bu durumda kalamar halka dişlerinde bulunan DNA dizilerini tekrarlıyor.
Araştırmacılar, bu biyopterol filminin bir potansiyel kullanımının, özellikle atletik giyim için bir kumaş kaplama olarak kullanılabileceğini söyledi. Materyal, günlük kullanımda mükemmel rahat ve rahat olabilir, ancak aslında ağır bir aktivite için kullanıldığında, kullanıcı tarafından üretilen ter termal şalteri "çevirebilir" ve kumaşın kullanıcının vücudundan ısıyı çıkarmasına izin verebilir.
Demirel ve ekibi, tandem tekrarlayan diziler üzerinde desenli sentetik proteinler tasarladı. İstedikleri tekrar sayısını seçebilir ve çeşitli proteinlerin bu durumda neme nasıl tepki verdiğini araştırabilirler.
"Ortam koşulları altında - yüzde 35'ten daha az nem - bu proteinli filmlerin termal iletkenliği tekrar birimlerine veya moleküler ağırlığa bağlı değildir ve düzensiz polimerlere ve suda çözünmeyen proteinlere benzer termal iletkenlik göstermektedir, " diye yazıyor araştırmacılar bugün (Ağustos. 13) Doğa Nanoteknolojisinde.
Bununla birlikte, filmler daha yüksek moleküler topolojiye sahip olacak şekilde tasarlandığında, ısıl iletkenlik, nemlendirme, su veya ter ile ıslandığında, atlar. Virginia Üniversitesi takımı ve NIST ile işbirliği yapan araştırmacılar, tandem tekrarların sayısı arttıkça termal iletkenliğin de arttığını gördüler.
Demirel, “Islak olduğunda ısıl iletkenlik, tekrar sayısı ile doğrusal olarak ilişkili olduğundan, termal iletkenlik miktarını malzemeye programlayabiliriz” dedi. "Böylece, soğutma, veri depolama, elektronik veya tekstiller gibi modern teknolojilerdeki sorunları çözmek için yüksek performanslı cihazlara benzer daha iyi termal anahtarlar, regülatörler ve diyotlar yapabiliriz."
Malzeme normal çevre nemine veya daha düşük bir değere döndüğünde, anahtar kapanır ve protein artık ısıyı verimli bir şekilde yürütmez.