מתג תרמי שהתגלה בחומרים ביולוגיים מבוססי דיונון

Anonim

חומרי כוונון עבור אופטי אופטי וחשמל תכונות הופך נפוץ. עכשיו, חוקרים ויצרנים עשויים להיות מסוגלים לכוון חומרים עבור מוליכות תרמית באמצעות חלבון בהשראת דיונון עשוי חוזר DNA מרובים.

"שליטה בתחבורה תרמית בטכנולוגיות מודרניות - קירור, אחסון נתונים, אלקטרוניקה או טקסטיל - היא בעיה לא פתורה", אמר מליק דמירל, פרופסור למדעי ההנדסה והמכניקה ומנהל המרכז לחקר טכנולוגיות סיבים מתקדמות בפן סטייט. "לדוגמה, רוב החומרים הפלסטיים הסטנדרטיים הם בעלי מוליכות תרמית נמוכה מאוד והם מבודדים תרמיים, חומרים ביו מבוססי דיונון שאנו עובדים עליהם הם בעלי מוליכות נמוכה בלחות הסביבה, אך הם ניתנים להנדסה כך שהמוליכות התרמית שלהם תגדל באופן דרמטי.

במקרה זה, הגידול תלוי כמה חזרות טנדם הם בחלבון, והוא יכול להיות 4.5 פעמים גדול יותר מאשר עליות לראות פלסטיק קונבנציונאלי. חזרות טנדם חוזרות על מחרוזות של דנ"א הנמצאות בטבע, במקרה זה, בשיניים של דיונון.

אחד השימוש הפוטנציאלי של הסרט bioprotein זה עשוי להיות כמו ציפוי בד, במיוחד ללבוש אתלטי, אמרו החוקרים. החומר יכול להיות נוח לחלוטין ונעים לשימוש יומיומי, אבל כאשר למעשה משמש עבור פעילות כבדה, הזיעה המיוצר על ידי הלובש יכול "להעיף" את המתג התרמי ולאפשר את הבד להסיר חום הגוף של הלובש.

Demirel וצוותו עיצבו חלבונים סינתטיים כי הם בדוגמת על רצפים חוזרים טנדם. הם יכולים לבחור את מספר חזרות שהם רוצים ולחקור כיצד החלבונים השונים מגיבים, במקרה זה, לחות.

"בתנאי מזג האוויר - פחות מ -35% לחות - המוליכות התרמית של סרטים חלבוניים אלה אינה תלויה ביחידות חוזרות או במשקל מולקולרי, וממחישה מוליכות תרמית דומה לפולימרים מסוכסכים ולחלבונים שאינם מסיסים במים", כך מדווחים החוקרים היום (אוגוסט). 13) בטבע ננוטכנולוגיה.

עם זאת, כאשר הסרטים הם מהונדסים יש טופולוגיה מולקולרית גבוהה, מוליכות תרמית קופץ כאשר הם הופכים להיות רטוב יותר, דרך לחות גבוהה, מים או זיעה. בשיתוף עם צוות של אוניברסיטת וירג 'יניה ו NIST, החוקרים גילו כי ככל שמספר חזרות טנדם גדל, מוליכות תרמית עשה גם כן.

"בגלל מוליכות תרמית כאשר רטוב קשורה באופן ליניארי למספר חוזר, אנחנו יכולים לתכנת את כמות מוליכות תרמית לתוך החומר", אמר Demirel. "אז, אנחנו יכולים לעשות מתגים תרמיים טובים יותר, הרגולטורים ודיודות דומים למכשירים בעלי ביצועים גבוהים כדי לפתור את הבעיות בטכנולוגיות מודרניות כגון קירור, אחסון נתונים, אלקטרוניקה או טקסטיל."

כאשר החומר חוזר לחות הסביבה הרגילה או נמוך יותר, המתג מכבה, והחלבון כבר לא מקיים חום ביעילות.

menu
menu