Zespoły prof. Bartłomieja Graczykowskego z Wydziału Fizyki UAM oraz prof. Tanji Weil z Instytutu Maxa Plancka w Moguncji odkryły, że nonomembrany z polidopaminy kurczą się pod wpływem światła, zmiany temperatury i wilgotności. Nowo odkryte właściwości będzie można wykorzystać w m.in. automatyce i robotyce np. do zdalnego kierowania nanomanipulatorami.
Artykuł opisujący odkrycia badaczy zatytułowany “Fast Light-Driven Motion of Polydopamine Nanomembranes” ukazał się w prestiżowym czasopiśmie Nano Letters. Do wykonania membran o grubości kilku nanometrów wykorzystano polidopaminę czyli polimer będący obecnie obiektem intensywnych badań, który inspirowany jest naturalną substancją wytwarzaną przez małże. Co istotne, nikt wcześniej nie zauważył, że polidopamina pod wpływem zewnętrznego bodźca świetlnego wykazuje zdolność kurczenia się w czasie krótszym od ułamka milisekundy.
- To dość niespotykany efekt, ponieważ większość materiałów, gdy są eksponowane na światło ogrzewa się i rozszerza się na skutek zwykłej rozszerzalności temperaturowej. Te nieliczne, które się kurczą robią to często nieodwracalnie, lub wymagają dodatkowego bodźca by przywrócić stan wyjściowy. Tymczasem membrany z polidopaminy potrafią kurczyć się i wracać do poprzedniej formy praktycznie w nieskończoność. Co ciekawe, nasze odkrycie jest zupełnie przypadkowe. Efekt został zaobserwowany podczas badań właściwości mechanicznych i filtracyjnych membran - informuje prof. Bartłomiej Graczykowski.
Materiał zachowujący się jak sztuczne mięśnie może być stymulowany trzema rodzajami bodźców: światłem, ciepłem i wilgotnością powietrza. Przy naświetlaniu ciemnych membran, których struktura jest porowata i warstwowa, następuje ogrzanie materiału i gwałtowny wyrzut molekuł wody - wtedy dochodzi do kurczenia się. Gdy wyłączymy światło materiał adsorbuje wodę z powietrza i wraca do wyjściowej postaci.
- Dodatkowym walorem jest to, że ten efekt można wywołać zdalnie i miejscowo, za pomocą światła. Wystarczy lampa o przeciętnej mocy - dodaje prof. Graczykowski.
Nowoodkryte właściwości membran z polidopaminy znajdą zastosowanie m.in. w robotyce, do tworzenia zdalnie sterowanych nanomanipulatorów, czujników światła i wilgoci.
Projekt w ramach, którego doszło do odkrycia został dofinansowany z funduszy UE i Fundacji na Rzecz Nauki w Polsce (POIR.04.04.00-00-5D1B/18).
Zobacz też: Prof. UAM Bartłomiej Graczykowski. Wynik będzie lepszy
