Origami a věda: Ohýbání polymerů pomocí světla

Origami už se říká prakticky čemukoliv – motorkám, přenosným počítačům, hudbě, kurzům týmové spolupráce a kdoví čemu ještě. S jednou aplikací origami, ne příliš vzdálené od naší origamistické představy, přišli italští vědci z univerzity v Trentu a jejich kolegové u USA v práci Photo-origami – Bending and folding polymers with light publikované v časopise Applied Physics Letters v roce 2012.

Molekulová konstrukce a světlem indukovaný mechanismus uvolňování stresu.

V této práci autoři představili malé krychličky složené z plastové folie, které lze pomocí působení světla otevřít. Krychličku lze naplnit účinnou látkou, např. lékem, a po jejím doručení na správné místo ji ozářením otevřít a tak zcela lokálně aplikovat léčiva či jiné látky. Pro tyto účely své krychličky autoři vytvářejí v mikro až nanorozměrech.

Závislost ohnutí plastové destičky na šířce fotomasky.

Základní materiál pro výrobu krychličky je speciální amorfní polymer, který dokáže uvolnit nahromaděné napětí při ozáření světlem. Jaké napětí ale bude polymer uvolňovat a co se při tom stane? Možná jste si toho všimli i při skládání papíru, každopádně pravda je, že při ohýbání materiálu v něm vytvoříme napětí. Tudíž, pokud se ohne polymerová folie, vznikne v ní napětí. A pokud se toto napětí uvolní (např. ozářením), folie se opět rozloží do původního tvaru – roviny. Tj. složená krychlička se otevře a uvnitř uzavřená látka se může dostat ven. Nicméně podobný mechanismus slouží také ke složení krychličky.

Výroba plastové krychličky. Schematický náčrtek, hotová krychlička, počítačová simulace.

Konrétní složení použitého polymeru je připraveno smícháním pentaerythritolu tetra(3-mercaptopropionátu) (PETMP), 2-methylen-propan-1,3-di(thioethylvinyletheru) (MDTVE) a ethylen glycolu di(3-mercaptopropionátu) (EGDMP) v poměru 1:4:5 hm.%. Dalšími mechanofotochemickými procesy a fotolitografickým maskováním se do předem stanovených míst folie zanese vhodná míra napětí, poté se vyřízne obrazec rozložené krychle (kříž) a krychlička se nechá složit.

Je vidět, že origami lze říkat různým věcem, v tomto případě jsme dokonce origami docela blízko, také zde něco ohýbáme, překládáme. I když ohýbáme plast, umělou hmotu, takže bychom spíše měli říkat „oripura“, neboť umělá hmota se japonsky řekne pura (プラ).

This entry was posted in Novinky. Bookmark the permalink.

Napsat komentář