O.S.E.L. - Fotomechanické krystaly přeměňují světelnou energii na mechanickou práci
 Fotomechanické krystaly přeměňují světelnou energii na mechanickou práci
Američtí materiáloví vědci vyvinuli nový typ fotomechanického materiálu, který tvoří fotomechanické mikrokrystaly v polymeru, jehož struktura se podobá mořské houbě. Je to slibná alternativa k tradičnímu elektrickému pohonu, která by mohla nalézt uplatnění v rozmanitých robotech, dronech nebo třeba biomedicínských aplikacích.

Fotomechanický experiment. Kredit: University of Colorado, Boulder.
Fotomechanický experiment. Kredit: University of Colorado, Boulder.

Představte si pozemního operátora nebo stanici, jak míří laserem na dron a dodává mu tím energii k letu. Dron díky tomu nepotřebuje žádnou baterii, která se obvykle dost podepíše na váze letounu s elektrickým pohonem. Taková je vize výzkumného týmu americké University of Colorado, Boulder, který vede Ryan Hayward.

 

Ryan Hayward. Kredit: University of Colorado, Boulder.
Ryan Hayward. Kredit: University of Colorado, Boulder.

S kolegy vyvinuli nový odolný fotomechanický materiál, který dovede přeměnit světelnou energii na mechanickou práci, aniž by v tom hrálo roli teplo nebo elektřina. Tento typ materiálu nabízí nové možnosti pro úsporné, bezdrátové a dálkově ovládané systémy. Po dotažení vývoje si lze představit úctyhodné množství zajímavých aplikací, od robotiky, před letecké a kosmické technologie až po biomedicínská zařízení.

 

Klíčovým prvkem materiálu jsou organické mikrokrystaly, které se po ozáření světlem ohýbají nebo třeba zvedají objekty.

 

Logo. Kredit: University of Colorado, Boulder.
Logo. Kredit: University of Colorado, Boulder.

Výzkum Haywardova týmu prokázal, že takový fotomechanický materiál představuje slibnou alternativu ke konvenčním elektrickým pohonům. Mají také potenciál pro bezdrátový pohon a ovládání robotů či rozmanitých dronů.

 

Dřívější pokusy vyvinout fotomechanický materiál obvykle dospěly ke křehkým krystalickým látkám, které sice měnily tvar v důsledku fotochemických reakcí, ale často praskaly a jejich praktické využití bylo jen omezené.

 

##seznam_reklama##

Hayward s kolegy uspěli díky využití soustav fotomechanických krystalů, které umístili do polymeru, jehož struktura připomíná mořskou houbu. Obsahuje póry mikronové velikosti, v nichž rostou krystaly. Výsledný materiál je díky tomu ohebný, tvarovatelný a mnohem odolnější. Může například pohybovat s objekty, které jsou mnohem hmotnější. Jak ověřil Hayward s kolegy, proužek materiálu o hmotnosti 0,02 miligramu uzvedne kuličku nylonu o hmotnosti 20 miligramů, čili tisíckrát větší hmotnost, než jaká je jeho vlastní váha.

 

Video: Photomechanical Material Bending

 

Literatura

University of Colorado, Boulder 7. 8. 2023.

Nature Materials online 27. 7. 2023.


Autor: Stanislav Mihulka
Datum:25.08.2023