Artykuł metodologiczny

Otrzymywanie monodomenowych elastomerów ciekłokrystalicznych i nanokompozytów elastomerów ciekłokrystalicznych

DOI:

10.3791/53688

⸱

6 lutego 2016

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Chemical and Biomolecular Engineering, Rice University, 2Bioengineering, Rice University, 3Materials Sciences and NanoEngineering, Rice University, 4Congenital Heart Surgery Services, Texas Children’s Hospital

W tym artykule

Podsumowanie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Demonstrujemy przygotowanie elastomerów ciekłokrystalicznych (LCE) na bazie siloksanów i epoksydów oraz nanokompozytów LCE. LCE są charakteryzowane pod względem odkształcenia odwracalnego, uporządkowania ciekłokrystalicznego i sztywności. Jako potencjalne zastosowanie demonstrujemy ich zastosowanie jako substratów reagujących na kształt w niestandardowym urządzeniu do aktywnej hodowli komórek.

Streszczenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

LCE to materiały reagujące na kształt, z całkowicie odwracalną zmianą kształtu i potencjalnymi zastosowaniami w medycynie, inżynierii tkankowej, sztucznych mięśniach i jako miękkie roboty. W tym miejscu demonstrujemy przygotowanie elastomerów ciekłokrystalicznych reagujących na kształt (LCE) i nanokompozytów LCE wraz z charakterystyką ich reakcji na kształt, właściwości mechanicznych i mikrostruktury. Dwa rodzaje LCE - na bazie polisiloksanów i na bazie żywic epoksydowych - są syntetyzowane, dopasowywane i charakteryzowane. LCE na bazie polisiloksanów są przygotowywane w dwóch etapach sieciowania, drugi pod przyłożonym obciążeniem, w wyniku czego powstają monodomenowe LCE. Nanokompozyty polisiloksanowe LCE są otrzymywane poprzez dodanie przewodzących nanocząstek sadzy, zarówno w całej masie LCE, jak i na powierzchni LCE. LCE na bazie żywic epoksydowych są przygotowywane w odwracalnej reakcji estryfikacji. LCE na bazie żywic epoksydowych są wyrównywane poprzez zastosowanie obciążenia jednoosiowego w podwyższonych temperaturach (160 °C). Wyrównane LCE i nanokompozyty LCE są charakteryzowane pod względem odwracalnego odkształcenia, sztywności mechanicznej i uporządkowania ciekłokrystalicznego przy użyciu kombinacji obrazowania, dwuwymiarowych pomiarów dyfrakcji rentgenowskiej, różnicowej kalorymetrii skaningowej i dynamicznej analizy mechanicznej. LCE i nanokompozyty LCE mogą być stymulowane ciepłem i/lub potencjałem elektrycznym w celu kontrolowanego generowania szczepów w pożywkach do hodowli komórkowych, a my demonstrujemy zastosowanie LCE jako substratów reagujących na kształt do hodowli komórkowych za pomocą specjalnie wykonanej aparatury.

Wprowadzenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Materiały, które mogą wykazywać szybkie, odwracalne i programowalne zmiany kształtu, są pożądane dla wielu nowych zastosowań1-9. Stenty reagujące na kształt mogą pomóc w gojeniu się ran i leczeniu7. Sztuczne roboty mogą pomagać w eksploracji lub wykonywaniu zadań w środowiskach, które są szkodliwe lub niebezpieczne dla ludzi10. Elastomery reagujące na kształt są pożądane do stosowania w aktywnej hodowli komórkowej, w której komórki są hodowane w aktywnym środowisku. 11-14 Inne zastosowania obejmują pakowanie, wykrywanie i dostarczanie leków.

Elastomery ciekłokrystaliczne (LCE) to sieci polimerowe o ciekłokrystalicznym uporządkowaniu15-20. LCE są wytwarzane przez połączenie elastycznej sieci polimerowej z cząsteczkami ciekłokrystalicznymi znanymi jako mezogeny. Responsywność LCE wynika ze sprzężenia porządku ciekłokrystalicznego ze szczepami w sieci polimerowej, a bodźce wpływające na uporządkowanie mezogenów będą generować odkształcenia sieciowe i odwrotnie. W celu uzyskania dużych i odwracalnych zmian kształtu przy braku obciążenia zewnętrznego, mezogeny muszą być ustawione w jednym kierunku w LCE. Częstym praktycznym wyzwaniem w pracy z LCE jest generowanie monodomenowych LCE. Kolejnym wyzwaniem jest generowanie zmian kształtu w odpowiedzi na bodźce inne niż bezpośrednie ogrzewanie. Można to osiągnąć poprzez dodanie nanocząstek lub barwników do sieci LCE21-28.

Tutaj demonstrujemy przygotowanie monodomenowych LCE i nanokompozytów LCE. Po pierwsze, demonstrujemy przygotowanie monodomenowych LCE przy użyciu metody dwuetapowej, którą po raz pierwszy opisali Kupfer i wsp.29 Jest to nadal najpopularniejsza i najbardziej znana metoda przygotowywania monodomenowych LCE, ale osiągnięcie jednolitego wyrównania i spójności między próbkami może być trudne. Demonstrujemy podejście, które można łatwo wdrożyć przy użyciu standardowego sprzętu laboratoryjnego, w tym pełne szczegóły dotyczące obsługi i przygotowania próbek. Następnie pokazujemy, w jaki sposób przewodzące nanocząstki sadzy mogą być dodawane do LCE, aby wytworzyć przewodzące, reagujące elektrycznie LCE. Następnie demonstrujemy syntezę i wyrównanie LCE na bazie żywic epoksydowych. Materiały te wykazują wymienne wiązania sieciowe i mogą być wyrównane poprzez podgrzanie do podwyższonych temperatur i przyłożenie równomiernego obciążenia. Wszystkie LCE są charakteryzowane za pomocą makroskopowego obrazowania próbek, pomiarów dyfrakcji rentgenowskiej i dynamicznej analizy mechanicznej. Na koniec pokazujemy jedno potencjalne zastosowanie LCE jako substratów reagujących na kształt do aktywnej hodowli komórkowej.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Synteza wyrównanych LCE z polisiloksanów

  1. Połączyć 166,23 mg reaktywnego mezogenu (4-metoksyfenylo-4-(3-butenyloksy)benzoesan), 40 mg poli(hydrometylosiloksanu) i 12,8 mg środka sieciującego (1,4-di(10-undecenyloksybenzen)30 z 0,6 ml bezwodnego toluenu w małej fiolce (o średnicy około 13 mm i długości 100 mm) naładowanej mieszadłem. Mieszać roztwór w temperaturze 35 °C przez 25 minut do rozpuszczenia.
  2. W osobnej fiolce przygotować roztwór 1% wag. katalizatora dichloro(1,5-cyklooktadieno)-platyny(II) w dichlorometanie. Dodać 30 μl roztworu katalizatora do odczynników z kroku 1.1 za pomocą pipety, wymieszać i wlać roztwór do specjalnie wykonanej (3 cm x 2 cm x 1 cm) prostokątnej formy z politetrafluoroetylenu (PTFE). Przykryj formę luźno szkiełkiem szklanym i wstaw do pieca grzewczego w temperaturze 60 °C na 30 minut, okresowo wstrząsając, aby usunąć bąbelki w ciągu pierwszych 15 minut.
  3. Wyjmij pleśń z pieca grzewczego i ostudź ciekłym azotem, wlewając ciekły azot do małego pojemnika i stykając dno formy PTFE z ciekłym azotem przez 2 sekundy.
    1. Gdy mieszanina ostygnie, ostrożnie usuń elastomer z formy za pomocą metalowej szpatułki i umieść na arkuszu PTFE. Przytnij krawędzie LCE za pomocą żyletki i pokrój LCE wzdłuż jego długości na trzy równe kawałki (ok. 2.7 cm długości i 0.5 cm szerokości).
  4. Zawieś każdy kawałek za jeden koniec na poziomym pręcie i przymocuj 10 spinaczy do papieru (4.4 g) do drugiego końca LCE. Przytrzymaj LCE na miejscu za pomocą taśmy i dodawaj spinacze pojedynczo w 10-minutowych odstępach. Zawieś LCE na 7 dni w RT, zwracając uwagę na zmiany w długości i jednorodności. Wyrzuć każdą próbkę, która rozrywa się lub pęka. Usunąć próbki i przechowywać w temperaturze otoczenia.

2. Przygotowanie elektrycznie reagujących nanokompozytów polisiloksanowych LCE

  1. Aby przygotować nanokompozyty LCE z sadzą rozproszoną w masie próbki, najpierw powtórz kroki 1.1 - 1.4 powyżej. Dodać 4,38 mg nanocząstek sadzy do roztworu reakcyjnego zawierającego reaktywny mezosen, środek sieciujący i siloksan. Użyj w sumie 5 spinaczy do papieru zamiast 10 do ładowania.
  2. W celu dodania dodatkowych nanocząstek sadzy do powierzchni LCE, należy przygotować 1% w/v roztwór nanocząstek sadzy w toluenie. Sonikować przez 20 minut, aby rozproszyć nanocząstki, a następnie przelać dyspersję na szalkę Petriego. Zanurz LCE z kroku 2.1 w dyspersji nanocząstek na 6 godzin.
  3. Po 6 godzinach za pomocą pipety pobrać roztwór z szalki Petriego i pozostawić elastomer do wyschnięcia na powietrzu. Delikatnie wyczyść nadmiar cząsteczek węgla na powierzchni za pomocą taśmy lub bawełnianego wacika.

3. Przygotowanie odwracalnych LCE na bazie żywic epoksydowych

  1. Wymieszaj 246,15 mg 4,4'-diglicydyloxybifenylu31, 101 mg kwasu sebacynowego, 71,6 mg kwasu heksadekanodiowego i 76 mg polidimetylosiloksanu zakończonego karboksydecylem w wykonanej na zamówienie (3 cm x 2 cm x 1 cm) prostokątnej formie z PTFE. Podgrzać próbki, umieszczając je na płycie grzejnej w temperaturze 180 °C.
    1. Dodać 11,48 mg (1,5,7-triazabicyklo[4.4.0] dec-5-en) katalizatora i wymieszać za pomocą metalowej pęsety podgrzanej do temperatury 180 °C. Kontynuować reakcję, aż mieszanina utworzy żel, po około 20 minutach i mieszać okresowo, aby usunąć pęcherzyki powstałe w wyniku reakcji.
  2. Wyjmij łódkę z PTFE z płyty grzejnej i pozostaw do ostygnięcia do temperatury RT. Użyj żyletki, aby oddzielić elastomer od formy PTFE.
  3. Umieścić dwa arkusze PTFE w prasie polimerowej w temperaturze 180 °C. Umieścić elastomer z kroku 3.2 między arkuszami PTFE i ścisnąć próbkę do grubości 0,3 - 0,5 mm. Kontynuować ogrzewanie w temperaturze 180 °C przez 4 godziny.
  4. Wyjąć próbkę i ostudzić do temperatury regulowanej. Pokroić próbkę na prostokątne kawałki (około 2,5 cm długości i 0,5 cm szerokości). Zawiesić próbkę na jednym końcu za pomocą taśmy poliamidowej w piecu grzewczym. Przymocuj 12 spinaczy do papieru (8,88 g) do wolnego końca próbki. Ustaw temperaturę pieca grzewczego na 165 °C O/N lub na 12 - 16 godzin.
  5. Wyjmij elastomer z pieca grzewczego i zwróć uwagę na zmianę długości. Podgrzać próbkę do temperatury 80 °C na płycie grzejnej w celu usunięcia naprężeń szczątkowych, a następnie schłodzić z powrotem do temperatury regulowanej.

4. Testowanie i charakterystyka LCE

  1. Zmierz odkształcenie odwracalne, podgrzewając próbki na płycie grzejnej do 120 °C i obrazując za pomocą kamery. Zanotować początkową długość próbki w temperaturze pokojowej, długość próbki po podgrzaniu do temperatury 120 °C oraz długość próbki po schłodzeniu z powrotem do temperatury regulowanej. LCE powinny skurczyć się o około 30% i powrócić do swojej początkowej długości po schłodzeniu. Zobacz przykładowe obrazy pokazane na rysunkach 1A i 1B.
  2. Analizować temperaturę przemiany fazowej i zeszklenie za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC), wycinając mały kawałek z każdego LCE i skanując w zakresie od 0 °C do 150 °C przy szybkości ogrzewania/chłodzenia 10 °C/min32,33.
  3. Określ ilościowo stopień wyrównania ciekłego kryształu za pomocą pomiarów dyfrakcji rentgenowskiej. Umieść próbki w dyfraktometrze rentgenowskim z możliwością obrazowania 2D. 33 Patrz przykładowe obrazy dyfrakcyjne pokazane na rysunku 2.
    Uwaga: Obraz dyfrakcyjny powinien być anizotropowy, odzwierciedlający wyrównanie LCE33. Polisiloksany LCE są nematycznymi, a LCE na bazie żywic epoksydowych wykazują fazę smektyczną.
  4. Zmierz sztywność LCE oraz zmianę długości i szerokości za pomocą dynamicznej analizy mechanicznej (DMA). Rekordowe zmiany długości i sztywności w funkcji temperatury dla LCE oraz jako funkcja potencjału elektrycznego dla nanokompozytów LCE.
    1. W przypadku pomiarów termomechanicznych za pomocą żyletki ręcznie przyciąć próbki do wymiarów 2 cm x 0,3 cm i ostrożnie przymocować między zaciskami napinającymi. Zastosuj siłę 1 mN, aby usunąć wszelkie luzy.
      1. Próbki należy zrównoważyć termicznie w temperaturze 30 °C, a następnie przeprowadzić cykle ogrzewania i chłodzenia w temperaturze 5 °C/min. Ogrzewać próbkę w temperaturze od 30 °C do 120 °C. Zmiany temperatury powodują zmiany długości i szerokości próbki, które są rejestrowane podczas pomiaru DMA. Rysunek 3A przedstawia pomiary termomechaniczne próbki LCE.
    2. W przypadku pomiarów elektromechanicznych należy ręcznie przyciąć próbki nanokompozytów LCE do wymiarów 2 cm x 0,3 cm i przykleić drut miedziany na przeciwległych końcach nanokompozytów LCE za pomocą srebrnej żywicy epoksydowej. Przymocuj nanokompozyt LCE za pomocą zacisków napinających o naprężeniu 1 mN.
      1. Przyłóż potencjał elektryczny przez przewody miedziane o napięciu w zakresie 0 - 60 V, częstotliwości 60 Hz i czasie trwania impulsu włączania/wyłączania w zakresie od 0,1 s do 30 sek.
      2. Rejestruj zmiany kształtu w odpowiedzi na potencjał elektryczny. Zastosuj stałą siłę 1 mN, aby usunąć luz. Zmiana położenia zacisków odpowiada zmianom kształtu próbki. Rysunek 3B przedstawia pomiary elektromechaniczne próbki nanokompozytu LCE.

5. Aktywna hodowla komórkowa poprzez stymulację elektryczną nanokompozytów LCE

  1. Poddać jedną powierzchnię nanokompozytów LCE działaniu plazmy tlenowej przez 30 sekund. Odwirować 300 μl roztworu polistyrenu w toluenie (1% w/v) z prędkością 3,300 obr./min przez 1 minutę na wierzchu powierzchni oczyszczonej plazmowo. Wysuszyć elastomer w próżni przez 12 godzin, aby usunąć toluen, a następnie pokrytą polistyrenem powierzchnię nanokompozytu LCE poddać działaniu plazmy tlenowej przez 30 sekund.
  2. Umieść nanokompozyty LCE w 70% roztworze etanolu na 30 minut, aby wysterylizować powierzchnię.
    1. Przemyć nanokompozyt LCE solą fizjologiczną buforowaną fosforanami i przenieść LCE na suchą szalkę Petriego stroną pokrytą polistyrenem do góry. Pokryć całą powierzchnię LCE, zanurzając w 5 ml roztworu kolagenu typu I z ogona szczura (50 μg/ml w 0,02 N kwasie octowym). Inkubować nanokompozyt LCE w temperaturze 37 °C i 5% CO2 przez co najmniej 30 minut.
  3. Wyizolować kardiomiocyty komorowe noworodków szczurów i zawiesić je w pożywce galwanowej o wysokiej zawartości surowicy, jak wcześniej donoszono11.
    1. Komórki płytkowe na wierzchu podłoży LCE opisanych jak powyżej o gęstości 100 000 - 600 000 komórek/cm2. Około 24 godziny później przenieś komórki na pożywki o niskim stopniu konserwacji surowicy (DMEM, 18,5% M199, 5% HS, 1% FBS i antybiotyki). Pozwól kardiomiocytom przyczepić się i namnażać na powierzchni LCE przez 4 dni.
  4. Zaprojektuj i wyprodukuj niestandardowy statek za pomocą drukarki 3D i korzystając ze schematu naczynia pokazanego na rysunku 4, korzystając z protokołu producenta.
    Uwaga: Naczynie wydrukowane w 3D to prostokątny pojemnik o wymiarach zewnętrznych 60 mm x 40 mm x 20 mm i wymiarach wewnętrznych 50 mm x 30 mm x 15 mm. Na dwóch bocznych powierzchniach znajdują się dwa zestawy otworów o średnicy 5 mm służących do wkładania przewodzących prętów węglowych. Nacięcia wokół otworów i do górnej krawędzi pojemnika pozwalają na umieszczenie prostokątnego elementu z tworzywa sztucznego (wymiary 52,5 mm x 12 mm x 4 mm) w poprzek naczynia, aby utrzymać LCE na miejscu na obu końcach. Odległość między otworami wynosi 3 mm po jednej stronie naczynia, a wokół otworów znajdują się nacięcia, jak pokazano na rysunku 4. Zostało to zaprojektowane tak, aby było kompatybilne z rozmiarem podłoży LCE opisanych powyżej. Przewodzące pręty węglowe są pozyskiwane za pośrednictwem komercyjnego dostawcy, jak pokazano w Suplemencie Materiałowym.
    1. Włóż pręty węglowe przez otwory w poprzek naczyń i przytrzymaj na miejscu za pomocą kleju silikonowego klasy medycznej. Utwardź klej O/N.
  5. Przenieś nanokompozyty LCE z kardiomiocytami do niestandardowego naczynia wydrukowanego w 3D, wypełnionego pożywką do konserwacji hodowli komórkowych i równoległymi przewodzącymi prętami węglowymi podłączonymi do źródła elektrycznego. Umieść LCE w poprzek prętów węglowych i zamocuj na jednym końcu, aby zapewnić kontakt elektryczny.
    1. Włóż prostokątny plastikowy element przez nacięcia w naczyniu 3-D, aby utrzymać LCE na miejscu na jednym lub obu końcach, ale umieść go luźno na LCE sample. Elektryczna stymulacja LCE poprzez zastosowanie potencjału elektrycznego 40 V AC z czasem włączenia/wyłączenia 5 sekund, co daje łącznie 24 godziny.
  6. Wybarwić błonę żywych komórek za pomocą Calcein AM, jak opisano wcześniej11.
  7. W przypadku barwienia jąder należy pokryć komórki pożywką montażową zawierającą DAPI przed obrazowaniem pod odwróconym mikroskopem fluorescencyjnym. Użyj ImageJ, aby policzyć liczbę żywych komórek i określić kąt wyrównania komórek za pomocą funkcji najlepszego dopasowania.

6. Aktywna hodowla komórkowa z LCE przy użyciu bezpośredniego ogrzewania

  1. Powtórz kroki 5.1 - 5.3 powyżej, używając czystego LCE bez dodatku nanocząstek sadzy. Procedura ta została również szczegółowo opisana we wcześniejszej publikacji. 11
  2. Przenieś LCE z kardiomiocytami na szalkę Petriego z pożywką do konserwacji hodowli komórkowych i grzałką rezystancyjną Kapton 0,5 "x 2". Dostarczyć ciepło do LCE, włączając grzałkę rezystancyjną o mocy grzewczej 12 W. Włączaj i wyłączaj ogrzewanie w odstępach 5-sekundowych przez co najmniej 24 godziny.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Monodomenowe LCE reagują na kształt dzięki sprzężeniu konformacji sieci z porządkowaniem ciekłokrystalicznym. Podgrzewanie LCE powoduje spadek parametru porządku ciekłokrystalicznego, powodując skurczenie się sieci polimerowej wzdłuż pierwotnego kierunku wyrównania. Można to łatwo zobrazować, umieszczając LCE na płycie grzejnej, jak pokazano na rysunkach 1A i 1B. Podczas podgrzewania z RT LCE kurczy się na całej długości próbki, a powyżej izotropowej temp...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Aby wytworzyć monodomenowe LCE, LCE muszą być ładowane jednoosiowo podczas sieciowania. W praktyce jest to trudne, ponieważ LCE jest obciążony, gdy jest tylko częściowo usieciowany, a zatem nie jest wytrzymały mechanicznie i może łatwo pęknąć lub rozerwać. Procedura opisana powyżej (kroki 1.1 - 1.4) pozwala na konsekwentne wytwarzanie monodomenowych LCE. Jednym z krytycznych etapów jest wyjęcie LCE z formy PTFE w celu załadunku w odpowiednim czasie. Jeśli LCE zostanie usunięty zbyt szybko, łatwo pęknie lub rozerwie się....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ta praca była wspierana przez National Career Foundation (CBET-1336073 do RV), ACS Petroleum Research Fund (52345-DN17 do RV), American Heart Association (BGIA do JGJ), National Science Foundation (CAREER CBET-1055942 do JGJ), National Institutes of Health/ National Heart, Lung and Blood Institute (1R21HL110330 do JGJ), Louis and Peaches Owen oraz Texas Children's Hospital.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
4-metoksyfenyl 4-(3-butenyloksy)benzoesanTCI AmericaM2106Reaktywny mezogen
poli(metylohydrosiloksan)GelestHMS-993Reaktywny polisiloksan
1,4-di(10-undecenyloksybenzen)N/AN/Apatrz: Ali, S. A., Al-Muallem, H. A., Rahman, S. U. & Saeed, MT Bis-izoksazolidyny: Nowa klasa inhibitorów korozji stali miękkiej w środowisku kwaśnym. Nauka o korozji. 50 (11), 3070– 3077, doi:10.1016/j.corsci.2008.08.011 (2008)
(dichloro(1,5-cyklooktadieno)-platyna(II) Sigma Aldrich244937Katalizator
Pt Forma PTFEN/AN/Awyprodukowana w warsztacie ryżowym
nanocząstki sadzyCabotVULCAN®   XC72Rstosowany w syntezie nanokompozytów LCE
polistyrenSigma Aldrich331651polistyren liniowy 
4,4'-diglycidyloxybiphenylN/AN/Apatrz:  Giamberjni, M., Amendola, E. & Carfagna, C. Ciekłokrystaliczne termoutwardzalne żywice epoksydowe. Kryształy molekularne i ciekłe kryształy: nauka i technologia. Sekcja A. Kryształy molekularne i ciekłe kryształy. 266 (1), 9– 22, doi:10.1080/10587259508033628 (1995).
kwas sebacynowySigma Aldrich283258grupa łącząca C8 do syntezy epoksydowo-LCE
kwas heksadekanodionowySigmaAldrich 177504grupa łącząca C16 do syntezy epoksydowo-LCE
polidimetylosiloksan zakończony karboksydecylemGelest DMS-B12Grupa łącząca siloksan do syntezy epoksydowo-LCE
1,5,7-triazabicyklo[4.4.0] dec-5-eneSigma Aldrich345571katalizator do odwracalnych
prętów węglowychLadd Research 30250stosowany w eksperymentach z hodowlami komórkowymi
klej silikonowy klasy medycznejSilbioneMED ADH 4100 RTVużywany do przyklejania prętów węglowych do naczynia
: LCE

Bibliografia

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

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Nanokompozyty LCEpolisiloksanowe LCELCE na bazie epoksydowejnanocz steczki sadzyresponsywno kszta tuw a ciwo ci mechanicznedynamiczna analiza mechanicznadwuwymiarowa dyfrakcja rentgenowskar nicowa kalorymetria skaningowa

Powiązane artykuły