|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Магниточувствительные гидрогели на основе поливинилового спирта с лабильными сшивками и наполнителем из цилиндрических наночастицдипломная работа (Специалист)
- Научный руководитель: Квятковский А.Л.
- Автор: Тимченко И.С.
- Тип: Специалист
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2026
- Аннотация: Развитие «мягкой» робототехники требует создания материалов с управляемыми механическими свойствами. Особый интерес для этого представляют магниточувствительные полимерные материалы, такие как магнитные эластомеры и гидрогели. Использование магнитного поля обеспечивает бесконтактное управление и быстрый отклик «мягких» материалов, а также позволяет применять их внутри биологических тканей. В литературе изучали магниточувствительные гидрогели на основе различных полимеров с внедренными сферическими магнитными наночастицами. Показано, что в магнитном поле у таких гелей наблюдается увеличение модуля упругости из-за выстраивания частиц наполнителя. Возможность изменения модуля упругости позволяет дистанционно регулировать жесткость материала, что необходимо для «мягких» манипуляторов, адаптирующих силу захвата под свойства объекта. Использование в качестве наполнителя в гидрогелях вытянутых магнитных частиц может усилить данный эффект, однако на данный момент в литературе есть лишь одна работа, посвященная этой теме. При этом, в этой работе прямого сравнения влияния сферических и цилиндрических частиц на упругость гелей не проводилось. Лабильные сшивки борат-ионами в гидрогелях поливинилового спирта (ПВС) могут обратимо разрываться и рекомбинировать. Благодаря этому, такая полимерная сетка ПВС позволяет введенным магнитным частицам ориентироваться вдоль силовых линий приложенного внешнего магнитного поля. Однако, до настоящего времени влияние формы магнитного наполнителя на ориентацию в гелях ПВС с лабильными сшивками и изменение их механических свойств под действием магнитного поля не изучали. Объекты исследования. Гидрогели ПВС, сшитые борат-ионами, с внедренными магнитными частицами сферической и цилиндрической формы. Предмет исследования. Влияние формы частиц магнитного наполнителя и его ориентации на механические свойства гидрогелей ПВС с лабильными сшивками борат-ионами в магнитном поле, а также после выключения поля. Цель работы. Исследование влияния магнитного наполнителя в виде цилиндрических нанотрубок галлуазита, модифицированного наночастицами CoFe2O4, и сферических наночастиц феррита кобальта (II) на механические свойства гидрогелей ПВС, сшитых борат-ионами, в отсутствие и в присутствии внешнего магнитного поля. В работе поставлены следующие задачи: 1) Получение методом соосаждения цилиндрических магнитных частиц галлуазита, модифицированного ферритом кобальта (II), и сферических магнитных частиц CoFe2O4, определение их размеров и исследование магнитных свойств; 3) Синтез гидрогелей ПВС, сшитых борат-ионами, с магнитным наполнителем в виде цилиндрических и сферических наночастиц; 4) Исследование механических свойств гелей ПВС с цилиндрическими и сферическими магнитными частицами в отсутствие магнитного поля; 5) Изучение влияния внешнего магнитного поля на упругие свойства гелей ПВС с цилиндрическими и сферическими магнитными частицами; 6) Исследование изменения упругих свойств гелей с цилиндрическими и сферическими магнитными частицами после выключения магнитного поля; Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы для создания магниточувствительных гидрогелей, упругими свойствами которых можно управлять магнитным полем, что является перспективным для разработки «мягких» манипуляторов. В работе использованы следующие экспериментальные методы исследования: просвечивающая электронная микроскопия; магнитометрия; магнитная реометрия; оптическая микроскопия.
- Добавил в систему: Квятковский Александр Львович