Egy öngyógyító érzékeny anyag jött létre

Az új anyagot a protetikában, valamint az elektronikus eszközök létrehozásában lehet használni.

A tudósok olyan anyagokat próbáltak létrehozni, amelyek évek óta imitálták az emberi bőrt, azonos tulajdonságokkal rendelkeztek, és képesek voltak ilyen funkciókat ellátni. A bőr főbb tulajdonságai, amelyeket a tudósok megpróbálnak újrateremteni, az érzékenység és a gyógyulás képessége. Ezeknek a tulajdonságoknak köszönhetően az emberi bőr a hőmérséklet és a nyomás hatására jeleket küld az agynak, és védelmet nyújt a környezeti irritáló szerekkel szemben.

A Chengdu Bao professzor, a Stanford Egyetem Vegyészmérnöki Tudományi Egyeteme, a fáradságos munka eredményeként, először sikerült létrehoznia egy anyagot, amely ötvözi ezt a két tulajdonságot.

Az elmúlt tíz évben sok "mesterséges bőr" mintát hoztak létre, de még a legkifinomultabbak is nagyon komoly hátrányokkal küzdenek. Néhány közülük "hő" -nek kell "gyógyulni", ami lehetetlenné teszi mindennapi életük napi használatát. Mások szobahőmérsékleten állíthatók vissza, de amikor visszaállítják, mechanikai vagy kémiai szerkezetük megváltozik, ami valójában eldobható. De ami a legfontosabb, egyik ilyen anyag sem volt jó áramvezető.

Zhang Bao és munkatársai nagy előrelépést tettek ebben az irányban, és először egy anyagot egyesítenek a műanyag polimer öngyógyításában és a fém elektromos vezetőképességében.

A tudósok műanyaggal kezdtek, amely hidrogénkötésekkel összekapcsolt molekulák hosszú láncolataiból állt. Ez egy meglehetősen gyenge kapcsolat az egyik atom pozitív töltésű tartománya és a következő negatív töltésű területe között. Ez a szerkezet lehetővé tette, hogy az anyag hatékonyan önjavítható legyen külső ütközés után. A molekulák egyszerűen összeomlanak, de újra csatlakoznak az eredeti formájukhoz. Ennek eredményeképpen egy flexibilis anyagot nyertünk, amelyet a tudósok a hűtőszekrényben lévő bal oldali irisszal összehasonlítva kaptak.

Ehhez a rugalmas polimerhez a tudósok nikkel-mikrorészecskéket adtak, amelyek növelték az anyag mechanikai szilárdságát. Ezenkívül ezek a részecskék megnövelték az elektromos vezetőképességüket: az áram könnyen átvihető egy mikrorészecskéből a másikba.

Az eredmény megfelel minden elvárásnak. "A legtöbb műanyag jó szigetelő, és kiváló karmesterünk van" - zárja Zheng Bao.

Aztán a tudósok tesztelték az anyag visszanyerési képességét. Félig vágják le egy kis darab anyagot egy késsel. A két alakú rész egymáshoz keverve, a kutatók azt találták, hogy az anyag 75% -kal helyreállította eredeti szilárdságát és elektromos vezetőképességét. Fél óra múlva az anyag teljesen visszaállította eredeti tulajdonságait.

"Még az emberi bőr néhány napig is gyógyul, ezért azt hiszem, nagyon jó eredményt értünk el" - mondta Bao Benjamin kollégája, Chi Kion Tee.

Új anyag sikeresen elhaladt a következő teszten - 50 ciklus a bemetszés-visszanyerés.

A kutatók nem fognak élni ezzel. A jövőben a nikkelrészecskék hatékonyabb felhasználását szeretnék elérni az anyagban, hiszen nemcsak erősítik és javítják az elektromos vezetőképességet, hanem csökkentik az önjavítás képességét is. A kisebb fémrészecskék használata még hatékonyabbá teheti az anyagot.

Az anyag érzékenységének mérésére a tudósok azt találták, hogy a kézfogás erejével képes érzékelni és reagálni a nyomásra. Mert Bao és csapata bízik benne, hogy találmányukat a protézis végtagjaiban használják. Ezenkívül minél vékonyabbá és átláthatóbbá kívánják tenni az anyagot, hogy az elektronikus eszközöket és képernyőiket lefedje.

[1], [2], [3]