juillet 4, 2022

7seizh

Dernières nouvelles et nouvelles du monde de 7 Seizh sur les affaires, les sports et la culture. Nouvelles vidéo. Nouvelles des États-Unis, d'Europe, d'Asie-Pacifique, d'Afrique, du Moyen-Orient, d'Amérique.

Pull-to-pull – une nouvelle méthode pour les essais de traction mécanique des micro et nanofibres

24 mai 2022

(Nouvelles de Nanwerk) Pour tester empiriquement la rigidité ou la résistance à la traction des fibres à l’échelle nano à micro, ce qui prend souvent du temps. Dans la plupart des cas, les spécimens doivent être collés avec de l’adhésif aux deux extrémités. Non seulement l’adhésif met du temps à durcir, mais le capteur sur lequel les fibres sont collées ne peut pas être réutilisé.

Des chercheurs de TU Wien, Mathis Nalbach, Philipp Thurner et Georg Schitter ont développé un système de test qui surmonte ces obstacles. Le principe de fonctionnement est le suivant : Des microsphères magnétiques attachées à des nanofibres peuvent être capturées avec des pincettes magnétiques. Cela permet d’insérer la balle dans la fourche fixée au capteur de force et ainsi couplée au capteur. Étant donné que la boule magnétique peut également être retirée de l’épine avec une pince magnétique, d’autres nanofibres peuvent être capturées immédiatement. Cela augmente considérablement le débit de l’échantillon.

Les chercheurs ont récemment soumis un testeur de traction NanoTens en instance de brevet dans la revue Revue des outils scientifiques (Un outil pour les tests de traction de fibres de collagène individuelles avec un couplage et un découplage faciles des échantillons.). Schéma de préparation d'essai de traction à l'échelle nanométrique Schéma de configuration du test de traction à l’échelle nanométrique – Une nanofibre (ici une fibre de collagène) avec une microcoque magnétique est insérée dans le microscope via une pince magnétique. En contrôlant le mouvement du capteur de force, les courbes force-distance peuvent être enregistrées. Après le test, l’échantillon peut être retiré facilement et un nouvel échantillon peut être connecté. (Photo: TU Vienne)

READ  Rendre les données des smartphones anonymes ne suffit plus : étude - Actualités

S’adapte aux conditions réelles

Alors que la microscopie à force atomique peut être utilisée pour examiner les propriétés mécaniques des fibres par des tests de nano-pénétration, NanoTens permet de tester les matériaux pour les fibres sous la charge de traction la plus pertinente.

Philip Thorner du Département de recherche en biomécanique explique le principe de fonctionnement comme suit : « Vous pouvez imaginer l’appareil comme un chariot élévateur microscopique. La boule magnétique attachée aux fibres est insérée dans la fourche. En déplaçant la fourche vers le haut ou vers le bas, les fibres peuvent maintenant être testé sous contrainte de traction. Ce type de charge est particulièrement adapté aux fibres biologiques telles que les fibres de collagène. Physiologiquement, ces fibres sont principalement chargées sous contrainte, de sorte que leurs propriétés mécaniques sont particulièrement pertinentes sous précisément cette charge.

Les biotechnologistes Nallbach et Thorner examinent principalement les fibres naturelles telles que le collagène. Ses propriétés mécaniques dépendant fortement des conditions extérieures, il est également important de les prendre en compte dans un essai de traction.

« Nous y parvenons car les tests de traction peuvent être effectués dans différents milieux avec NanoTens. Par exemple, les fibres de collagène sèches sont plus cassantes et plus rigides que les fibres humides ou entièrement hydratées. Leur diamètre diminue également considérablement à mesure qu’elles sèchent », explique Matisse Nallbach. , premier auteur de l’étude. .

Augmenter la qualité et la quantité

Avec leur méthode, les chercheurs ont non seulement réussi à simuler des conditions physiologiques, mais les résultats obtenus à l’aide de NanoTens gagnent également en véracité. En effet, un grand nombre de mesures sont nécessaires pour obtenir des résultats significatifs sur des matériaux biologiques tels que les fibres de collagène.

READ  Les scientifiques ont détecté une "tension quantique" entre les molécules d'eau voisines

Nallbach décrit le problème : « Les méthodes conventionnelles nous permettent d’examiner seulement un ou deux échantillons par semaine. Cela rend pratiquement impossible de mener des études statistiquement significatives. » Philip Thorner ajoute : « La nouvelle méthode permet de connecter et de séparer rapidement les fibres. En conséquence – et parce que le capteur est réutilisable – nous pouvons non seulement augmenter le nombre d’essais de traction jusqu’à 50 mesures par semaine, mais aussi le précision de mesure. »

Les essais de traction, selon la sélection, peuvent être effectués sur une large gamme de résistance et également contrôlés par un système de contrôle. Ceci est important car les méthodes d’essai de traction supposent généralement que le matériau a des propriétés élastiques linéaires. Or, ce n’est pas le cas des tissus biologiques, comme les fibres de collagène : ils sont viscoélastiques. Un testeur de traction à force contrôlée permet d’étudier cette viscosité hautement élastique.

De l’invention au produit

NanoTens est breveté internationalement par TU Wien. La faisabilité de la méthode (TRL 6) a également été démontrée, comme on peut le lire dans l’étude de Nalbach et al.

« La prochaine étape sera de nous associer à des partenaires industriels, précise Matisse Nallbach. Nous espérons trouver un licencié avec une aide à la recherche et un soutien au transport. Nous sommes intéressés à collaborer avec l’industrie sur ce sujet. »

Les NanoTens sont conçus de telle manière qu’ils peuvent généralement être intégrés dans n’importe quelle indentation ou Microscope à force atomique. Outre la science des matériaux, les essais de traction sont également utilisés – entre autres – dans les sciences de la vie, la technologie des semi-conducteurs et l’électronique.

READ  Regardez ce que l'orbiteur Mars de la NASA a repéré d'en haut