Name: Préparation de monodomaine à cristaux liquides élastomères et élastomères cristaux liquides nanocomposites (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-06T15:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 21 s
Description: Découvrez la préparation d'élastomères à cristaux liquides et nanocomposites pour l'ingénierie tissulaire. Cette méthode fiable utilise des matériaux à faible coût pour créer des substrats réactifs en forme destinés aux cultures cellulaires actives.

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Ce travail a été soutenu par la Fondation Nationale de carrière (CBET-1336073 RV), le Fonds de recherche de pétrole ACS (52345-DN17 à RV), l&#39;American Heart Association (BGIA à JGJ), la National Science Foundation (CARRIÈRE CBET-1055942 à JGJ), le national Institutes of Health / national Heart, Lung and Blood Institute (1R21HL110330 à JGJ), Louis et Peaches Owen et de l&#39;Hôpital pour enfants du Texas.

1. Synthèse de alignés Polysiloxane LCES <ol><li> Combiner 166.23 mg de mésogène réactif (4-méthoxyphényle 4- (3-butényloxy) benzoate de méthyle), 40 mg de poly (hydromethylsiloxane), et 12,8 mg d&#39;agent de reticulation (1,4-di (10-undecenyloxybenzene) 30 avec 0,6 ml d&#39;anhydre toluène dans un petit flacon (environ 13 mm de diamètre et 100 mm de longueur) chargés d&#39;une barre d&#39;agitation. Agiter la solution à 35 ° C pendant 25 min pour se dissoudre. </li><li> Dans un flacon séparé, préparer une solution de 1% en poids de dichloro (1,5-cyclooctadiène) platine (II) comme catalyseur dans le dichlorométhane. Ajouter 30 ul de solution de catalyseur aux réactifs de l&#39;étape 1.1 via une pipette, remuez pour bien mélanger et verser la solution dans un (cm x 2 cm x 1 cm 3) polytétrafluoroéthylène rectangulaire (PTFE) moule sur-mesure. Couvrir le moule de papier d&#39;une lame de verre et mettre au four de chauffage à 60 ° C pendant 30 min en agitant périodiquement pour éliminer les bulles pendant les 15 premières minutes. </li><li> Retirer moule du four de chauffage et COOl avec de l&#39;azote liquide en versant de l&#39;azote liquide dans un petit récipient et en contact avec le fond du moule en PTFE avec l&#39;azote liquide pendant 2 secondes. <ol><li> Une fois le mélange refroidi, retirez soigneusement élastomère du moule à l&#39;aide d&#39;une spatule métallique et placer sur le dessus d&#39;une feuille de PTFE. Couper les bords du LCE en utilisant une lame de rasoir et couper le LCE long de sa longueur en trois morceaux de taille égale (env. 2,7 de longueur et 0,5 cm de largeur de cm). </li></ol></li><li> Accrochez chaque pièce par une extrémité à une tige horizontale et fixez 10 trombones (4,4 g) à l&#39;autre extrémité de la LCE. Maintenez la LCE en place avec du ruban adhésif, et d&#39;ajouter des trombones un à la fois par incréments de 10 min. Accrochez la LCE pendant 7 jours à la température ambiante, en notant les changements de longueur et de l&#39;uniformité. Jeter tout échantillon qui se déchire ou se casse. Prélever des échantillons et les stocker à température ambiante. </li></ol> 2. Préparation électriquement polysiloxane Responsive nanocomposites LCE <ol><li> Pour préparer nanocomposites LCE avec du noir de carbone dispersé à travers lemasse de l&#39;échantillon, d&#39;une part répéter les étapes 1.1 à 1.4 ci-dessus. Ajouter 4,38 mg nanoparticules noir de carbone à la solution de réaction contenant un mésogène réactif, agent de réticulation, et siloxane. Utilisez un total de 5 trombones au lieu de 10 pour le chargement. </li><li> Afin d&#39;ajouter des nanoparticules de noir de carbone supplémentaire à la surface du LCE, préparer 1% p / v de solution de nanoparticules de noir de carbone dans le toluène. Ultrasons pendant 20 min pour disperser des nanoparticules, puis verser la dispersion dans une boîte de Pétri. Plonger les LCES de l&#39;étape 2.1 dans la dispersion des nanoparticules pendant 6 heures. </li><li> Après 6 heures, en utilisant une pipette de retirer la solution de la boîte de Pétri et l&#39;élastomère permet de sécher à l&#39;air. Nettoyez délicatement particules de carbone en excès sur la surface en utilisant du ruban adhésif ou un coton-tige. </li></ol> 3. Préparation de LCES base-Epoxy réversible <ol><li> Mélanger 246.15 mg de 4,4 diglycidyloxybiphenyl 31, l&#39;acide sébacique 101 mg, 71,6 mg d&#39;acide hexadécanedioïque, et 76 mg de polydialkyl de carboxydécyle terminéméthylsiloxane dans un (3 cm x 2 cm x 1 cm) moule en PTFE rectangulaire sur-mesure. Chauffer les échantillons en plaçant sur une plaque chauffante à 180 ° C. <ol><li> Ajouter 11,48 mg de (1,5,7-triazabicyclo [4.4.0] déc-5-ène) catalyseur et remuer à l&#39;aide des pinces métalliques pré-chauffé à 180 ° C. Continuer la réaction jusqu&#39;à ce que le mélange forme un gel après environ 20 min, et on agite périodiquement pour éliminer les bulles générées par la réaction. </li></ol></li><li> Retirer le bateau PTFE de la plaque de cuisson et laisser refroidir à température ambiante. Utiliser une lame de rasoir pour séparer l&#39;élastomère de la moule en PTFE. </li><li> Placez deux feuilles de PTFE dans un communiqué de polymère à 180 ° C. Placer l&#39;élastomère de l&#39;étape 3.2 entre les feuilles de PTFE et de comprimer l&#39;échantillon jusqu&#39;à une épaisseur de 0,3 - 0,5 mm. Continuer à chauffer à 180 ° C pendant 4 heures. </li><li> Retirer l&#39;échantillon et laisser refroidir à température ambiante. Couper l&#39;échantillon en morceaux rectangulaires (environ 2,5 cm de long et 0,5 cm de largeur). Accrochez l&#39;échantillon à une extrémité avec du ruban polyimide l&#39;intérieur d&#39;un four de chauffage. Fixez 12 paperclips (8,88 g) à l&#39;extrémité libre de l&#39;échantillon. Régler la température du four de chauffage à 165 ° CO / N, ou de 12 à 16 heures. </li><li> Retirer l&#39;élastomère du four de chauffage et de noter le changement de longueur. Chauffer l&#39;échantillon à 80 ° C sur une plaque chauffante pour éliminer les contraintes résiduelles puis refroidir retour à la température ambiante. </li></ol> 4. Test et caractérisation de LCES <ol><li> Mesurer la déformation réversible en chauffant les échantillons sur une plaque chauffante à 120 ° C et l&#39;imagerie avec une caméra. Noter la longueur initiale de l&#39;échantillon à la température ambiante, la longueur de l&#39;échantillon après chauffage à 120 ° C, et la durée de refroidissement après retour à la température ambiante. LCES devraient se contracter d&#39;environ 30% et de retourner à leur longueur initiale lors du refroidissement. Voir un exemple images de la figure 1A et 1B. </li><li> Analyser la température de transition de phase et de transition vitreuse par calorimétrie différentielle à balayage (DSC) en découpant un petit morceau de l&#39;LCE et la numérisation de 0 ° C à 150 ° C, à une installation de chauffage / covitesse de 10 ° C Oling / min 32,33. </li><li> Quantifier le degré d&#39;alignement de cristaux liquides par des mesures de diffraction des rayons X. Placer les échantillons dans un diffractomètre à rayons X avec des capacités d&#39;imagerie 2D. 33 Voir les images exemple de diffraction de la figure 2. Remarque: L&#39;image de diffraction doit être anisotrope, ce qui reflète l&#39;alignement de la LCE 33. LCES polysiloxane sont LCES nématiques et à base d&#39;époxy présentent une phase smectique. </li><li> Mesurer la rigidité des LCE et modification de la longueur et la largeur en utilisant une analyse mécanique dynamique (DMA). la longueur de la fiche et les changements de rigidité en fonction de la température pour LCES et en fonction du potentiel électrique pour les nanocomposites LCE. <ol><li> Pour les mesures thermo-mécanique, utiliser une lame de rasoir pour couper manuellement des échantillons aux dimensions de 2 cm x 0,3 cm et soigneusement fixer entre les pinces de tension. Appliquer une force de 1 mn pour le tendre. <ol><li> équilibre thermique des échantillons à 30 ° C Follomené par des cycles de chauffage et de refroidissement à 5 ° C / min. La chaleur dégagée par l&#39;échantillon de 30 ° C à 120 ° C. Les variations de température entraînent des changements dans la longueur et la largeur de l&#39;échantillon, qui sont enregistrées pendant la mesure DMA. Voir la figure 3A pour la mesure d&#39;un échantillon thermomécaniques LCE. </li></ol></li><li> Pour les mesures électromécaniques, couper manuellement des échantillons nanocomposites LCE aux dimensions de 2 cm x 0,3 cm et coller un fil de cuivre à des extrémités opposées des nanocomposites LCE en utilisant un époxy d&#39;argent. Fixer le nanocomposite LCE en utilisant la tension de serrage avec 1 mN tension. <ol><li> Appliquer un potentiel électrique à travers les fils de cuivre à une tension allant de 0 à 60 V, une fréquence de 60 Hz, et un interrupteur marche / arrêt durée d&#39;impulsion de 0,1 sec - 30 sec. </li><li> des changements de forme de la fiche en réponse au potentiel électrique. Appliquer une force fixe de 1 mn pour éliminer le mou. Le changement de position des pinces correspond à la forme des changements dans l&#39;échantillon. voir Figure 3B pour les mesures électromécaniques d&#39;un échantillon LCE nanocomposite. </li></ol></li></ol></li></ol> 5. Actif Culture cellulaire par stimulation électrique du LCE nanocomposites <ol><li> Traiter une surface de nanocomposites LCE sous plasma d&#39;oxygène pendant 30 secondes. Spin coulée 300 ul d&#39;une solution de polystyrène dans du toluène (1% p / v) à 3300 tours par minute pendant 1 minute au-dessus de la surface nettoyée au plasma. Sécher l&#39;élastomère sous vide pendant 12 heures pour éliminer le toluène, et traiter la surface de polystyrène revêtu du nanocomposite LCE en utilisant un plasma d&#39;oxygène pendant 30 secondes. </li><li> Placer nanocomposites LCE dans une solution d&#39;éthanol à 70% pendant 30 minutes pour stériliser la surface. <ol><li> Laver le nanocomposite LCE avec une solution saline tamponnée au phosphate et transférer le LCE dans une boîte de Petri à sec avec le côté revêtu de polystyrène orienté vers le haut. Recouvrir la surface entière du LCE par immersion dans 5 ml d&#39;une solution de collagène de type I de queue de rat (50 ug / ml de 0,02 N d&#39;acide acétique). Incuber le n LCEanocomposite à 37 ° C et 5% de CO 2 pendant au moins 30 min. </li></ol></li><li> Isoler néonatales cardiomyocytes ventriculaires de rats et de suspendre en haute sérum médias de placage comme indiqué précédemment 11. <ol><li> Cellules de la plaque sur le dessus de substrats de LCE décrits comme ci-dessus à une densité de 100.000 - 600.000 cellules / cm2. Autour de 24 heures plus tard, transférer les cellules sur un support bas de sérum de maintenance (DMEM, 18,5% M199, 5% HS, 1% de FBS et des antibiotiques). Cardiomyocytes permettent d&#39;attacher et prolifèrent sur la surface du LCE pendant 4 jours. </li></ol></li><li> Concevoir et fabriquer un récipient personnalisé à l&#39;aide d&#39;une imprimante 3-D et en utilisant le schéma de la cuve représentée sur la figure 4 en utilisant le protocole du fabricant. Remarque: Le 3D imprimé récipient est un récipient rectangulaire avec des dimensions extérieures de 60 mm x 40 mm x 20 mm et les dimensions internes de 50 mm x 30 mm x 15 mm. Sur deux faces latérales, il y a deux ensembles de trous de 5 mm utilisés pour insérer des tiges de carbone conductrices. Entailleres autour des trous et jusqu&#39;à l&#39;arête supérieure du récipient pour permettre de placer un morceau de plastique rectangulaire (dimensions de 52,5 mm x 12 mm x 4 mm) à travers le récipient pour maintenir le LCE en place aux deux extrémités. La distance entre les orifices est de 3 mm sur un côté de la cuve, et des encoches sont situés autour des trous, comme illustré sur la figure 4. Il est conçu pour être compatible avec la taille des substrats décrits ci-dessus LCE. des tiges de carbone conductrices sont obtenues par un fournisseur commercial comme indiqué dans le supplément de matériaux. <ol><li> Insérez des tiges de carbone à travers les trous à travers les vaisseaux et maintenir en place à l&#39;aide de colle silicone de qualité médicale. Durcir l&#39;adhésif O / N. </li></ol></li><li> nanocomposites transfert LCE avec cardiomyocytes à un navire 3D-imprimé personnalisé rempli de culture cellulaire médias d&#39;entretien et avec des tiges de carbone conductrices parallèles reliées à une source électrique. Placez le LCE à travers les tiges de carbone et de fixer à une extrémité pour assurer le contact électrique. <ol><li> Insérez une pièce rectangulaire en plastique dans les encoches dans la cuve 3-D pour maintenir la LCE en place à une ou deux extrémités, mais placer cette lâche sur l&#39;échantillon de LCE. stimuler électriquement LCE par l&#39;application d&#39;un potentiel électrique de 40 V avec un courant alternatif 5 sec marche / arrêt du temps pour un total de 24 heures. </li></ol></li><li> Colorer la membrane de cellules vivantes en utilisant la calcéine AM 11 comme décrit précédemment. </li><li> Pour les noyaux coloration, couvrir les cellules avec DAPI milieu contenant de montage avant de l&#39;imagerie sous un microscope à fluorescence inversé. Utiliser ImageJ pour compter le nombre de cellules vivantes et de déterminer l&#39;angle d&#39;alignement des cellules en utilisant la fonction de meilleure forme. </li></ol> 6. Actif culture cellulaire avec LCES utilisant un chauffage direct <ol><li> Répétez les étapes 05.01 à 05.03 ci-dessus en utilisant une LCE pure sans carbone nanoparticules noires ajoutées. Cette procédure est également décrite en détail dans une publication antérieure. 11 </li><li> Transférer le LCE avec des cardiomyocytes à un Petri dish avec culture cellulaire médias d&#39;entretien et un 0,5 &quot;x 2&quot; Kapton résistif chauffe. Supply chaleur à la LCE en activant le chauffage résistif avec une puissance de chauffage de 12 W. Cycle sur et hors du feu avec 5 seconde d&#39;intervalle pendant au moins 24 heures. </li></ol>

<ol><li>Nikkhah, M., Edalat, F., Manoucheri, S., Khademhosseini, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+microscale+topographies+to+control+the+cell-substrate+interface%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Engineering microscale topographies to control the cell-substrate interface.</a> Biomaterials. 33 (21), 5230-5246 (2012).</li>
<li>Mather, P. T., Luo, X., Rousseau, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape+Memory+Polymer+Research%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Mater.+Res%22%5BJournal%5D)">Shape Memory Polymer Research.</a> Annu. Rev. Mater. Res. 39 (1), 445-471 (2009).</li>
<li>Small, W., Singhal, P., Wilson, T. S., Maitland, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomedical+applications+of+thermally+activated+shape+memory+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem%22%5BJournal%5D)">Biomedical applications of thermally activated shape memory polymers.</a> J. Mater. Chem. 20 (17), 3356-3366 (2010).</li>
<li>Rickert, D., Lendlein, A., Peters, I., Moses, M. A., Franke, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biocompatibility+testing+of+novel+multifunctional+polymeric+biomaterials+for+tissue+engineering+applications+in+head+and+neck+surgery%3A+an+overview%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+Arch.+Oto-Rhino-Laryngol.+Head+Neck%22%5BJournal%5D)">Biocompatibility testing of novel multifunctional polymeric biomaterials for tissue engineering applications in head and neck surgery: an overview.</a> Eur. Arch. Oto-Rhino-Laryngol. Head Neck. 263 (3), 215-222 (2006).</li>
<li>Chen, Q., Liang, S., Thouas, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elastomeric+biomaterials+for+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Polym.+Sci%22%5BJournal%5D)">Elastomeric biomaterials for tissue engineering.</a> Prog. Polym. Sci. 38 (3-4), 584-671 (2013).</li>
<li>Mano, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimuli-Responsive+Polymeric+Systems+for+Biomedical+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Eng.+Mater%22%5BJournal%5D)">Stimuli-Responsive Polymeric Systems for Biomedical Applications.</a> Adv. Eng. Mater. 10 (6), 515-527 (2008).</li>
<li>Ratna, D., Karger-Kocsis, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+shape+memory+polymers+and+composites%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Sci%22%5BJournal%5D)">Recent advances in shape memory polymers and composites: a review.</a> J. Mater. Sci. 43 (1), 254-269 (2008).</li>
<li>Biggs, J., Danielmeier, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electroactive+Polymers%3A+Developments+of+and+Perspectives+for+Dielectric+Elastomers%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Electroactive Polymers: Developments of and Perspectives for Dielectric Elastomers.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 52 (36), 9409-9421 (2013).</li>
<li>Ware, T. H., McConney, M. E., Wie, J. J., Tondiglia, V. P., White, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Voxelated+liquid+crystal+elastomers%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Voxelated liquid crystal elastomers.</a> Science. 347 (6225), 982-984 (2015).</li>
<li>Shepherd, R. F., Ilievski, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multigait+soft+robot%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci%22%5BJournal%5D)">Multigait soft robot.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. 108 (51), 20400-20403 (2011).</li>
<li>Agrawal, A., Adetiba, O., Kim, H., Chen, H., Jacot, J. G., Verduzco, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimuli-responsive+liquid+crystal+elastomers+for+dynamic+cell+culture%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Res%22%5BJournal%5D)">Stimuli-responsive liquid crystal elastomers for dynamic cell culture.</a> J. Mater. Res. 30 (04), 453-462 (2015).</li>
<li>Yang, P., Baker, R. M., Henderson, J. H., Mather, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+wrinkle+formation+via+shape+memory+dynamically+aligns+adherent+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">In vitro wrinkle formation via shape memory dynamically aligns adherent cells.</a> Soft Matter. 9 (18), 4705-4714 (2013).</li>
<li>Xu, X., Davis, K. A., Yang, P., Gu, X., Henderson, J. H., Mather, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape+Memory+RGD-Containing+Networks%3A+Synthesis%2C+Characterization%2C+and+Application+in+Cell+Culture%5BTitle%5D)+AND+%22Macromol.+Symp%22%5BJournal%5D)">Shape Memory RGD-Containing Networks: Synthesis, Characterization, and Application in Cell Culture.</a> Macromol. Symp. 309-310 (1), 162-172 (2011).</li>
<li>Davis, K. A., Luo, X., Mather, P. T., Henderson, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape+Memory+Polymers+for+Active+Cell+Culture%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Shape Memory Polymers for Active Cell Culture.</a> J Vis Exp. , e2903(2011).</li>
<li>Warner, M., Terentjev, E. M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWarner%2C+M+%22Liquid+Crystal+Elastomers%22">Liquid Crystal Elastomers</a>. , Oxford University Press. Oxford, England. (2003).</li>
<li>Urayama, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selected+Issues+in+Liquid+Crystal+Elastomers+and+Gels%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Selected Issues in Liquid Crystal Elastomers and Gels.</a> Macromolecules. 40 (7), 2277-2288 (2007).</li>
<li>Fleischmann, E. K., Zentel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liquid-Crystalline+Ordering+as+a+Concept+in+Materials+Science%3A+From+Semiconductors+to+Stimuli-Responsive+Devices%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Liquid-Crystalline Ordering as a Concept in Materials Science: From Semiconductors to Stimuli-Responsive Devices.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 52 (34), 8810-8827 (2013).</li>
<li>Ohm, C., Brehmer, M., Zentel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liquid+Crystalline+Elastomers+as+Actuators+and+Sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Liquid Crystalline Elastomers as Actuators and Sensors.</a> Adv. Mater. 22 (31), 3366-3387 (2010).</li>
<li>Jiang, H., Li, C., Huang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Actuators+based+on+liquid+crystalline+elastomer+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Actuators based on liquid crystalline elastomer materials.</a> Nanoscale. 5 (12), 5225-5240 (2013).</li>
<li>Burke, K. A., Rousseau, I. A., Mather, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversible+actuation+in+main-chain+liquid+crystalline+elastomers+with+varying+crosslink+densities%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">Reversible actuation in main-chain liquid crystalline elastomers with varying crosslink densities.</a> Polymer. 55 (23), 5897-5907 (2014).</li>
<li>Chambers, M., Finkelmann, H., Remškar, M., Sánchez-Ferrer, A., Zalar, B., Žumer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liquid+crystal+elastomer-nanoparticle+systems+for+actuation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem%22%5BJournal%5D)">Liquid crystal elastomer-nanoparticle systems for actuation.</a> J. Mater. Chem. 19 (11), 1524-1531 (2009).</li>
<li>Chambers, M., Zalar, B., Remskar, M., Zumer, S., Finkelmann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Actuation+of+liquid+crystal+elastomers+reprocessed+with+carbon+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Actuation of liquid crystal elastomers reprocessed with carbon nanoparticles.</a> Appl. Phys. Lett. 89 (24), 243116(2006).</li>
<li>Kohlmeyer, R. R., Chen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wavelength-Selective+IR+Light-Driven+Hinges+Based+on+Liquid+Crystalline+Elastomer+Composites%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Wavelength-Selective IR Light-Driven Hinges Based on Liquid Crystalline Elastomer Composites.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 52 (35), 9234-9237 (2013).</li>
<li>Liu, X., Wei, R., Hoang, P. T., Wang, X., Liu, T., Keller, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversible+and+Rapid+Laser+Actuation+of+Liquid+Crystalline+Elastomer+Micropillars+with+Inclusion+of+Gold+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Funct.+Mater%22%5BJournal%5D)">Reversible and Rapid Laser Actuation of Liquid Crystalline Elastomer Micropillars with Inclusion of Gold Nanoparticles.</a> Adv. Funct. Mater. 25 (20), 3022-3032 (2015).</li>
<li>Marshall, J. E., Terentjev, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photo-sensitivity+of+dye-doped+liquid+crystal+elastomers%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Photo-sensitivity of dye-doped liquid crystal elastomers.</a> Soft Matter. 9 (35), 8547-8551 (2013).</li>
<li>Marshall, J. E., Ji, Y., Torras, N., Zinoviev, K., Terentjev, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon-nanotube+sensitized+nematic+elastomer+composites+for+IR-visible+photo-actuation%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Carbon-nanotube sensitized nematic elastomer composites for IR-visible photo-actuation.</a> Soft Matter. 8 (5), 1570-1574 (2012).</li>
<li>Camargo, C. J., Campanella, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Localised+Actuation+in+Composites+Containing+Carbon+Nanotubes+and+Liquid+Crystalline+Elastomers%5BTitle%5D)+AND+%22Macromol.+Rapid+Commun%22%5BJournal%5D)">Localised Actuation in Composites Containing Carbon Nanotubes and Liquid Crystalline Elastomers.</a> Macromol. Rapid Commun. 32, 1953-1959 (2011).</li>
<li>Ahir, S. V., Squires, A. M., Tajbakhsh, A. R., Terentjev, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Infrared+actuation+in+aligned+polymer-nanotube+composites%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev+B%22%5BJournal%5D)">Infrared actuation in aligned polymer-nanotube composites.</a> Phys Rev B. 73 (8), 085420(2006).</li>
<li>Küpfer, J., Finkelmann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nematic+liquid+single+crystal+elastomers%5BTitle%5D)+AND+%22Macromol+Chem+Rapid+Commun%22%5BJournal%5D)">Nematic liquid single crystal elastomers.</a> Macromol Chem Rapid Commun. 12 (12), 717-726 (1991).</li>
<li>Ali, S. A., Al-Muallem, H. A., Rahman, S. U., Saeed, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bis-isoxazolidines%3A+A+new+class+of+corrosion+inhibitors+of+mild+steel+in+acidic+media%5BTitle%5D)+AND+%22Corros.+Sci%22%5BJournal%5D)">Bis-isoxazolidines: A new class of corrosion inhibitors of mild steel in acidic media.</a> Corros. Sci. 50 (11), 3070-3077 (2008).</li>
<li>Giamberjni, M., Amendola, E., Carfagna, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liquid+Crystalline+Epoxy+Thermosets%5BTitle%5D)+AND+%22Mol.+Cryst.+Liq.+Cryst.+Sci.+Technol.+Sect.+Mol.+Cryst.+Liq.+Cryst%22%5BJournal%5D)">Liquid Crystalline Epoxy Thermosets.</a> Mol. Cryst. Liq. Cryst. Sci. Technol. Sect. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 266 (1), 9-22 (1995).</li>
<li>Agrawal, A., Luchette, P., Palffy-Muhoray, P., Biswal, S. L., Chapman, W. G., Verduzco, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+wrinkling+in+liquid+crystal+elastomers%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Surface wrinkling in liquid crystal elastomers.</a> Soft Matter. 8 (27), 7138-7142 (2012).</li>
<li>Agrawal, A., Chipara, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+self-stiffening+in+liquid+crystal+elastomers%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Dynamic self-stiffening in liquid crystal elastomers.</a> Nat Commun. 4, 1739(2013).</li>
<li>Sharma, A., Neshat, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodegradable+and+Porous+Liquid+Crystal+Elastomer+Scaffolds+for+Spatial+Cell+Cultures%5BTitle%5D)+AND+%22Macromol.+Biosci%22%5BJournal%5D)">Biodegradable and Porous Liquid Crystal Elastomer Scaffolds for Spatial Cell Cultures.</a> Macromol. Biosci. 15 (2), 200-214 (2015).</li>
<li>Yeh, L. C., Dai, C. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neat+poly%28ortho-methoxyaniline%29+electrospun+nanofibers+for+neural+stem+cell+differentiation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Neat poly(ortho-methoxyaniline) electrospun nanofibers for neural stem cell differentiation.</a> J. Mater. Chem. B. 1, 5469-5477 (2013).</li>
<li>Krause, S., Dersch, R., Wendorff, J. H., Finkelmann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photocrosslinkable+Liquid+Crystal+Main-Chain+Polymers%3A+Thin+Films+and+Electrospinning%5BTitle%5D)+AND+%22Macromol.+Rapid+Commun%22%5BJournal%5D)">Photocrosslinkable Liquid Crystal Main-Chain Polymers: Thin Films and Electrospinning.</a> Macromol. Rapid Commun. 28 (21), 2062-2068 (2007).</li>
<li>Liu, D., Broer, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light+controlled+friction+at+a+liquid+crystal+polymer+coating+with+switchable+patterning%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Light controlled friction at a liquid crystal polymer coating with switchable patterning.</a> Soft Matter. 10 (40), 7952-7958 (2014).</li>
</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Afin de produire des LCE monodomaines, les LCE doivent être chargés unilatéralement pendant la réticulation. C’est un défi dans la pratique, car le LCE est chargé alors qu’il n’est que partiellement réticulé, et n’est donc pas mécaniquement robuste et peut facilement se casser ou se déchirer. La procédure décrite ci-dessus (étapes 1.1 à 1.4) permet de produire des LCE monodomaines de manière cohérente. Une étape critique est le retrait du LCE du moule en PTFE pour le chargement au moment opportun. Si le LCE est retiré t...

Les matériaux qui peuvent présenter des changements de forme rapide, réversible et programmables sont souhaitables pour un certain nombre de nouvelles applications 1-9. Stents de forme sensible peuvent aider à la guérison et le traitement 7 plaie. Robots artificiels peuvent aider à l&#39;exploration ou à l&#39;exécution des tâches dans des environnements qui sont nocifs ou dangereux pour l&#39;homme 10. Élastomères de forme sensible sont souhaitables pour une utilisation dans la culture de cellule active, dans lequel les cellules sont cultivées dans un environnement actif. 11-14 Autres applications comprennent l&#39;emballage, la détection et la délivrance de médicaments. Les élastomères à cristaux liquides (LCE) sont des réseaux polymères à cristaux liquides 15 à 20 commander. LCES sont faites en combinant un réseau de polymère flexible avec des molécules de cristaux liquides connus sous le nom mésogènes. La réactivité de LCES est dérivée de l&#39;accouplement de commande de cristaux liquides à des tensions dans le réseau polymère, et les stimuli qui influent sur la commande de gène sera mésogènessouches de réseau de taux, et vice versa. Afin d&#39;atteindre Shape-changements importants et réversibles en l&#39;absence d&#39;une charge externe, les mésogènes doivent être alignés dans une seule direction dans la LCE. Un défi pratique commune dans le travail avec LCES génère monodomaine LCES. Un autre défi est de générer des changements de forme en réponse à des stimuli autres que le chauffage direct. Cela peut se faire grâce à l&#39;ajout de nanoparticules ou des colorants pour les réseaux de LCE 21-28. Ici, nous démontrons la préparation de LCES monodomaines et nanocomposites LCE. Tout d&#39;abord, nous démontrons la préparation de LCES monodomaines en utilisant la méthode en deux étapes la première fois par Kupfer et al. 29 Ceci est encore la méthode la plus populaire et bien connue pour la préparation LCES monodomaine, mais la réalisation de l&#39;alignement uniforme et la cohérence entre les échantillons peut être difficile . Nous démontrons une approche qui peut être facilement mis en œuvre en utilisant l&#39;équipement de laboratoire standard, y compris les détails sur l&#39;échantillonnagemanipulation et la préparation. Ensuite, nous montrons comment les nanoparticules de noir de carbone conducteur peuvent être ajoutés à LCES pour produire LCES conducteurs, électriquement sensible. Nous démontrons ensuite la synthèse et l&#39;alignement des LCES à base d&#39;époxy. Ces matériaux présentent des liaisons de réseau échangeables et peuvent être alignés par chauffage à des températures élevées et de l&#39;application d&#39;une charge uniforme. Tous LCES sont caractérisés par imagerie de l&#39;échantillon macroscopique, les mesures de diffraction des rayons X et l&#39;analyse mécanique dynamique. Enfin, nous démontrons une application potentielle de LCES comme substrats de forme sensible pour la culture cellulaire active.

<table><tbody><tr><td>4-méthoxyphényle 4-(3-butényloxy)benzoate</td><td>TCI America</td><td>M2106</td><td>Mésogène réactif</td></tr><tr><td>poly(méthylhydrosiloxane)</td><td>Gelest</td><td>HMS-993</td><td>Polysiloxane réactif</td></tr><tr><td>1,4-di(10-uncényloxybenzène)</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>voir : Ali, S. A., Al-Muallem, H. A., Rahman, S. U. & Saeed, M. T. Bis-isoxazolidines : Une nouvelle classe d’inhibiteurs de corrosion de l’acier doux dans les milieux acides. Science de la corrosion. 50 (11), 3070&ndash ; 3077, doi :10.1016/j.corsci.2008.08.011 (2008)</td></tr><tr><td>(dichloro(1,5-cyclooctadiène)-platine(II)&nbsp ;</td><td>Sigma Aldrich</td><td>244937</td><td>Pt</td></tr><tr><td>catalyseur PTFE moule</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>fabriqué à l’atelier d’usinage Rice</td></tr><tr><td>nanoparticules de noir de carbone</td><td>Cabot</td><td>VULCAN&reg ; &nbsp ; XC72R</td><td>utilisé dans la synthèse des nanocomposites LCE, du</td></tr><tr><td>polystyrène</td><td>Sigma Aldrich</td><td>331651</td> du <td>polystyrène linéaire.</td></tr><tr><td>4,4'-diglycidyloxybiphenyl</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>voir :&nbsp ; Giamberjni, M., Amendola, E. et Carfagna, C. Thermodurcissables époxy à cristaux liquides. Cristaux moléculaires et cristaux liquides Science et technologie. Section A. Cristaux moléculaires et cristaux liquides. 266 (1), 9&ndash ; 22, doi :10.1080/10587259508033628 (1995).</td></tr><tr><td>acide sébacique</td><td>Sigma Aldrich</td><td>283258</td><td>groupe de liaison C8 pour la synthèse époxy-LCE</td></tr><tr><td>acide hexadécanédioïque</td><td>Sigma Aldrich</td><td>177504</td><td>groupe de liaison C16 pour la synthèse époxy-LCE</td></tr><tr><td>polydiméthylsiloxane terminé par carboxydécyle</td><td>Gelest</td><td>DMS-B12</td><td>Groupe de liaison siloxane pour la synthèse époxy-LCE</td></tr><tr><td>1,5,7-triazabicyclo[4.4.0] dec-5-ene</td><td>Sigma Aldrich</td><td>345571</td><td>catalyseur pour</td></tr><tr><td>barres de carbone LCE réversibles</td><td>Ladd Research&nbsp ;</td><td>30250</td><td>utilisé dans les expériences de culture cellulaire</td></tr><tr><td>Adhésif silicone de qualité médicale</td><td>Silbione</td><td>MED ADH 4100 RTV</td><td>utilisé pour faire adhérer les tiges de carbone au récipient</td></tr></tbody></table>

préparation de monodomaine à cristaux liquides élastomères et élastomères cristaux liquides nanocomposites

Preparation of Monodomain Liquid Crystal Elastomers and Liquid Crystal Elastomer Nanocomposites

LCES sont des matériaux de forme sensible avec changement entièrement réversible de la forme et des applications potentielles dans la médecine, l&#39;ingénierie tissulaire, les muscles artificiels, et les robots mous. Ici, nous démontrons la préparation d&#39;élastomères de forme sensible à cristaux liquides (CIEM) et nanocomposites LCE avec la caractérisation de leur forme, la réactivité, des propriétés mécaniques, et la microstructure. Deux types de LCES - à base de polysiloxane et à base d&#39;époxy - sont synthétisés, alignés, et caractérisés. LCES à base de polysiloxane sont préparés en deux étapes de réticulation, la seconde sous une charge appliquée, ce qui entraîne LCES monodomaines. nanocomposites polysiloxane LCE sont préparés par l&#39;ajout de nanoparticules conductrices de noir de carbone, à la fois dans la masse de la LCE et à la surface du LCE. LCES à base d&#39;époxy sont préparés par une réaction d&#39;estérification réversible. LCES à base d&#39;époxy sont alignés par l&#39;application d&#39;une charge uniaxiale à élevée (160 ° C) temperatures. LCES alignés et nanocomposites LCE sont caractérisées par rapport à la souche réversible, rigidité mécanique, et la commande à cristaux liquides en utilisant une combinaison de l&#39;imagerie, bidimensionnels mesures de diffraction des rayons X, calorimétrie différentielle à balayage, et l&#39;analyse mécanique dynamique. LCES et nanocomposites LCE peuvent être stimulés par la chaleur et / ou de potentiel électrique pour générer de manière contrôlée des souches dans les milieux de culture cellulaire, et nous montrent l&#39;application de LCES comme substrats de forme sensible pour la culture cellulaire en utilisant un appareil sur mesure.

LCES monodomaine sont de forme sensible en raison du couplage de la conformation de réseau avec commande à cristaux liquides. LCES de chauffage de conduit à une diminution du paramètre de commande à cristaux liquides, qui produisent la contraction du réseau polymère le long de la direction d&#39;alignement primaires. Ceci est facilement visualisé en plaçant un LCE sur une plaque chauffante, comme représenté sur la Figure 1A et 1B. En chauffant de la temp...

Nous démontrons la préparation d’élastomères à cristaux liquides (LCE) à base de siloxane et d’époxy et de nanocomposites LCE. Les CLE sont caractérisés en ce qui concerne la déformation réversible, l’ordre des cristaux liquides et la rigidité. En tant qu’application potentielle, nous démontrons leur utilisation en tant que substrats sensibles à la forme dans un dispositif personnalisé pour la culture cellulaire active.

Préparation de monodomaine à cristaux liquides élastomères et élastomères cristaux liquides nanocomposites

LCEs are shape-responsive materials with fully reversible shape change and potential applications in medicine, tissue engineering, artificial muscles, and ...

L'objectif général de cette procédure est de préparer des élastomères cristallins liquides et des nanocomposites alignés et sensibles à la forme. Les élastomères cristallins liquides sont des matériaux sensibles aux stimuli, capables de modifier leur forme en réponse à des stimuli environnementaux. Ils peuvent être utilisés dans diverses applications, telles que le génie tissulaire, domaine dans lequel on sait que les cellules réagissent aux contraintes et déformations présentes dans leur environnement.Dans cette procédure que nous allons démontrer, nous utilisons des matériaux peu coûteux. La méthode que nous présentons est fiable et peut être mise en œuvre dans n'importe quel laboratoire sans nécessiter d'équipement coûteux ou spécialisé. Ces matériaux peuvent être appliqués au développement de feuillets cellulaires cardiaques, sachant que les contraintes et les déformations peuvent influencer la différenciation, la maturation et la fonction des cellules musculaires cardiaques.La démonstration visuelle de cette procédure est importante car son apprentissage peut s'avérer difficile et les échantillons particulièrement délicats lorsqu'on les manipule, charge et réticule. La démonstration de la procédure sera donc réalisée par Hojin Kim, Bohan Zhu et Huiying Chen, étudiants de notre laboratoire et du laboratoire de Jeff Jaycot. Commencez par mélanger 166,23 milligrammes d'un mésogène réactif, 40 milligrammes de siloxane et 12,8 milligrammes d'agent de réticulation avec 0,6 millilitre de toluène anhydre dans un petit flacon contenant une barrette d'agitation.Agiter la solution à 35 degrés Celsius pendant 25 minutes afin que les réactifs se dissolvent complètement. Dans un autre flacon, préparer une solution à un pour cent en poids d’un catalyseur de platine dans du dichlorométhane. Ensuite, ajouter 30 microlitres de la solution de catalyseur à la solution préparée précédemment et agiter le mélange à l’aide d’un barreau aimanté.Ensuite, versez la solution dans un moule rectangulaire en polytétrafluoroéthylène sur mesure. Recouvrez le moule légèrement avec une lame de verre et placez-le dans un four à 60 degrés Celsius pendant 30 minutes. Secouez le moule périodiquement pour éliminer les bulles durant les 15 premières minutes.Retirez le moule du four et refroidissez-le rapidement à l’aide d’azote liquide en versant l’azote liquide dans un petit récipient et en mettant le fond du moule en PTFE en contact avec l’azote liquide pendant 2 secondes. Une fois le mélange refroidi, posez une feuille de PTFE et utilisez une spatule métallique pour retirer délicatement l’élastomère du moule et le placer sur la feuille. Ensuite, utilisez une lame de rasoir pour parfaire les bords de l’élastomère liquide cristallin et le découper en longueur en trois morceaux de taille égale.Accrochez chaque morceau à une tige horizontale et maintenez l'élastomère en place à l'aide de ruban adhésif. Ajoutez un trombone à la fois à l'extrémité des élastomères par incréments de 10 minutes. Laissez-les pendre pendant sept jours à température ambiante et notez tout changement de longueur ou d'uniformité.Jetez tout échantillon qui se déchire ou se brise. Pour préparer un nanocomposite élastomère à cristaux liquides électro-réactif, ajoutez 4,38 milligrammes de nanoparticules de noir de carbone à la solution réactionnelle contenant le mésogène réactif, l'agent de réticulation et le siloxane. Pendant l'étape de suspension de la fabrication, utilisez un total de cinq trombones au lieu de 10 pour charger l'échantillon.Ajoutez des nanoparticules de noir de carbone supplémentaires à la surface de l'élastomère cristallin liquide. Préparez une solution à 1 % en poids par volume de nanoparticules de noir de carbone dans le toluène. Soniquez la solution pendant 20 minutes afin de disperser les nanoparticules de carbone, puis versez la dispersion dans une boîte de Pétri.Plongez ensuite les élastomères de cristaux liquides dans la dispersion de nanoparticules pendant six heures. Une fois retirés de la solution, utilisez la pipette pour éliminer l'excès de solution de la boîte de Pétri et laissez l'élastomère sécher à l'air. Nettoyez délicatement les particules de carbone excédentaires présentes à la surface à l’aide d’un ruban adhésif ou d’un coton-tige.Pour préparer des élastomères liquides cristallins réversibles à base d'époxy, mélanger 246,15 milligrammes de diglycidyl dioxybiphényle, 101 milligrammes d'acide sébacique, 71,6 milligrammes d'acide hexadécandioïque et 76 milligrammes de PDMS terminé par un groupe carboxydécylique dans un moule rectangulaire en PTFE. Chauffer les échantillons en les plaçant sur un bloc chauffant à 180 degrés Celsius. Ensuite, ajouter 11,48 milligrammes de catalyseur et utiliser des pinces en métal préchauffées à 180 degrés Celsius pour agiter le mélange.Continuer à agiter le mélange périodiquement afin d'éliminer les bulles produites par la réaction. Laisser réagir le mélange pendant environ 20 minutes. Une fois gélifié, retirer le creuset en PTFE de la plaque chauffante et laisser refroidir le mélange à température ambiante.Ensuite, utilisez une lame de rasoir pour séparer l'élastomère du moule en PTFE. Puis, placez deux feuilles de PTFE dans une presse à polymères à 180 degrés Celsius. Insérez l'élastomère entre les feuilles de PTFE et comprimez l'échantillon jusqu'à une épaisseur de 0,3 à 0,5 millimètre.Continuer à chauffer l'élastomère à 180 degrés Celsius pendant quatre heures. Après quatre heures, retirer l'échantillon et le refroidir à température ambiante. Ensuite, découper l'échantillon en morceaux rectangulaires de 2,5 centimètres de longueur et de 0,5 centimètre de largeur.Accrochez l'échantillon à une extrémité à l'aide de ruban en polyimide à l'intérieur d'un four chauffant. Fixez 12 trombones d'un poids total de 8,88 grammes à l'extrémité libre de l'échantillon. Réglez ensuite la température du four à 165 degrés Celsius et faites chauffer les échantillons toute la nuit.Retirer l'élastomère du four et noter le changement de longueur. Ensuite, chauffer l'échantillon à 80 degrés Celsius sur un bloc chauffant pour éliminer les contraintes résiduelles, puis refroidir à nouveau à température ambiante. Mesurer la déformation réversible en plaçant les échantillons sur un bloc chauffant et en chauffant à nouveau le bloc jusqu'à 120 degrés Celsius.Imager l'échantillon à température ambiante après chauffage à 120 degrés Celsius et après refroidissement jusqu'à la température ambiante. Utiliser les images pour mesurer la longueur de l'échantillon à chaque étape. Pour les mesures thermomécaniques, utiliser une lame de rasoir pour découper manuellement les échantillons selon des dimensions de deux centimètres sur 0,3 centimètre et les fixer soigneusement, un par un, entre les pinces de traction.Appliquer une force d'un millinewton sur l'échantillon afin d'éliminer d'abord tout jeu. Ensuite, équilibrer thermiquement les échantillons à 30 degrés Celsius, suivis de cycles de chauffage et de refroidissement. Chauffer l'échantillon à raison de cinq degrés Celsius par minute, de 30 degrés Celsius jusqu'à 120 degrés Celsius.Enregistrez les variations de longueur et de largeur de l'échantillon pendant le changement de température. Traitez une surface de nanocomposites élastomères à cristaux liquides au plasma d'oxygène pendant 30 secondes. Ensuite, déposez par centrifugation 300 microlitres d'une solution à 1 % en poids par volume de polystyrène dans le toluène à 3 300 tr/min pendant une minute sur la surface traitée au plasma.Séchez l'élastomère sous vide pendant 12 heures afin d'éliminer le toluène. Ensuite, traitez la surface recouverte de polystyrène du nanocomposite LCE par un plasma d'oxygène pendant 30 secondes. Stérilisez les nanocomposites d'élastomère traités au plasma dans de l'éthanol à 70 % pendant 30 minutes.Ensuite, lavez-les avec une solution saline tamponnée au phosphate. Transférez les nanocomposites en élastomère lavés dans une boîte de Pétri sèche, avec la face recouverte de polystyrène orientée vers le haut. Ajoutez ensuite cinq millilitres de solution de collagène de type I dans une boîte et recouvrez entièrement la surface des échantillons en les immergeant dans la solution de collagène.Ensuite, couvrez les échantillons et incubez-les à 37 degrés Celsius et 5 % de dioxyde de carbone pendant au moins 30 minutes. Ensemencez les cardiomyocytes ventriculaires de rat néonatal isolés sur les substrats à une densité de 100 000 à 600 000 cellules par centimètre carré. Cultivez les cellules comme décrit dans le protocole de texte accompagnant.Une fois que les cellules se sont fermement fixées, transférez les nanocomposites élastomères cristallins liquides ensemencés dans un récipient personnalisé imprimé en 3D. Ensuite, insérez un morceau de plastique rectangulaire à travers les encoches du récipient 3D pour maintenir l'élastomère cristallin liquide en place à une ou deux extrémités. Placez l'échantillon en travers des tiges en carbone et fixez-le à une extrémité afin d'assurer un bon contact électrique.Veillez à ce que le récipient soit rempli de milieu de maintien de culture cellulaire et équipé de tiges conductrices en carbone parallèles reliées à une source électrique. Stimulez électriquement les élastomères cristallins liquides avec un potentiel électrique alternatif de 40 volts, ayant un cycle marche-arrêt de cinq secondes, pendant un total de 24 heures. Les élastomères cristallins liquides se contractent et s’allongent de manière réversible lorsqu’ils sont chauffés de la température ambiante à une température supérieure à celle de la transition nématique vers isotrope, environ 80 degrés Celsius.L'analyse mécanique dynamique fournit une mesure quantitative du changement de forme des élastomères cristallins liquides en fonction de la température. L'échantillon décrit par le graphique présenté ici a été chauffé et refroidi sur quatre cycles. Une fois chauffés, les échantillons présentent un raccourcissement d'environ 35 % dans la direction dans laquelle ils ont été suspendus lors de leur fabrication.L'échantillon s'étend également de 25 à 30 % dans la direction perpendiculaire. Les nanocomposites élastomères à cristaux liquides se contractent lorsqu'un potentiel électrique est appliqué. Lorsqu'ils sont exposés à un courant alternatif de 40 volts, les nanocomposites élastomères à cristaux liquides se raccourcissent d'environ 22 1/2 % dans la direction selon laquelle ils ont été suspendus pendant leur fabrication.Ici, les échantillons ont été exposés à un cycle marche-arrêt toutes les 15 secondes. Ainsi, une fois la procédure maîtrisée, elle peut être réalisée en deux heures et l'ensemble de la synthèse sera terminé une semaine après la suspension de l'échantillon. Lors de l'exécution de cette procédure, il est important de ne pas oublier de suspendre le LC avec la masse correcte.Sinon, vous risquez de ne pas aligner correctement l'échantillon ou de le casser pendant la fabrication. En suivant cette procédure, vous pouvez ajouter d'autres types d'additifs aux ECL, comme des nanotubes de carbone, afin de comprendre quelles réponses aux stimuli ils pourraient présenter. Nous espérons que cette recherche ouvrira la voie aux biologistes et aux bioingénieurs pour façonner des substrats sensibles afin d'étudier l'effet des contraintes mécaniques et des déformations sur la croissance cellulaire, l'alignement cellulaire et le comportement cellulaire.Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la fabrication d'élastomères cristallins liquides alignés et sensibles à la forme, ainsi que de nanocomposites à base d'élastomères cristallins liquides.

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