Sukurta jautri medžiaga su savimi

Nauja medžiaga gali būti naudojama protezavimui, taip pat elektroninių prietaisų kūrimui.

Mokslininkai bandė sukurti medžiagą, kuri daugelį metų imituotų žmogaus odą, turėjo tas pačias savybes ir galėjo atlikti tokias funkcijas. Pagrindinės odos savybės, kurias mokslininkai bando atkurti, yra jautrumas ir gebėjimas išgydyti. Dėl šių savybių žmogaus oda siunčia į smegenis signalus apie temperatūrą ir slėgį ir tarnauja kaip apsauginė aplinkos dirgiklių barjera.

Chemijos inžinerijos profesoriaus Stanfordo universiteto profesoriaus Čengdu Bao komanda, kaip kruopštaus darbo rezultatas, pirmą kartą sugebėjo sukurti medžiagą, kuri sujungtų šias dvi savybes.

Buvo sukurta daug pavyzdžių "dirbtinės odos" per pastaruosius dešimt metų, tačiau net geriausias iš jų turėjo rimtų trūkumų. Kai kurie iš jų reikalauja "šilumos", kad "išgydytų", todėl kasdienis jų naudojimas kasdienėje situacijoje yra neįmanomas. Kiti atstatomi kambario temperatūroje, tačiau kai jie atkuriami, jų mechaninė ar cheminė struktūra keičiasi, todėl iš esmės jie yra vienkartiniai. Bet svarbiausia, kad nė viena iš šių medžiagų nebuvo geras elektros laidininkas.

Zhang Bao ir jo kolegos sugebėjo padaryti didelį žingsnį pirmyn šioje srityje ir pirmą kartą vienoje medžiagoje sujungti plastiko polimero savaiminį išgydymą ir metalo elektrinį laidumą.

Mokslininkai pradėjo nuo plastikų, kuriuos sudarė ilgos molekulių grandinės, sujungtos vandenilinėmis jungtimis. Tai gana silpnas ryšys tarp teigiamai įkrautos vieno atomo regiono ir kito neigiamo krūvio srities. Ši konstrukcija leido medžiagą efektyviai ištaisyti po išorinio poveikio. Molekulės tiesiog žlugdamos, bet tada vėl prijungiamos į pradinę formą. Kaip rezultatas, buvo gauta lanksti medžiaga, kurią mokslininkai palygino su kairiuoju šaldytuvo dangteliu.

Mokslininkai į šį atsparų polimerą pridėjo nikelio mikroskopas, kurios padidino medžiagos mechaninį stiprumą. Be to, šios dalelės padidino elektrinį laidumą: srovė lengvai perkeliama iš vienos mikrodalelės į kitą.

Rezultatas atitiko visus lūkesčius. "Dauguma plastikų yra geri izoliatoriai, ir mes turime puikų dirigentą", - padarė išvadą Zheng Bao.

Tada mokslininkai išbandė medžiagos gebėjimą susigrąžinti. Jie puse nupjauna mažą gabalėlį medžiagos peiliu. Mažai spaudžiant dvi sudedamąsias dalis viena kitai, mokslininkai nustatė, kad medžiaga iš pradinio stiprumo ir elektros laidumo atsigavo 75%. Po pusės valandos medžiaga visiškai atkūrė pradines savybes.

"Net žmogaus oda užtrunka keletą dienų, todėl manau, kad mes pasiekėme labai gerą rezultatą", - sakė Bao Benjamino kolega Chi Kion Tee.

Naujoji medžiaga sėkmingai išlaikė kitą testą - 50 pjūvių atkūrimo ciklų.

Tyrėjai apie tai nesiruošia. Ateityje jie nori efektyviau naudoti nikelio daleles medžiagoje, kadangi jie ne tik stiprina ir gerina elektrinį laidumą, bet ir sumažina gebėjimą savarankiškai suremontuoti. Mažesnių metalinių dalelių naudojimas gali padaryti medžiagą dar veiksmingesnę.

Matavimo medžiagos jautrumas, mokslininkai nustatė, kad jis gali aptikti ir reaguoti į slėgį su stiprumo rankos. Kadangi Bao ir jo komanda yra įsitikinę, kad jų išradimas gali būti naudojamas protezavimo galūnėse. Be to, jie ketina padaryti jų medžiagą kuo plonesnę ir skaidresnę, kad būtų galima naudoti elektroniniams įrenginiams ir jų ekranams padengti.

[1], [2], [3]