Tika radīts pats seizošs jutīgs materiāls
Pēdējā pārskatīšana: 23.04.2024
Visi iLive saturs ir medicīniski pārskatīts vai pārbaudīts, lai nodrošinātu pēc iespējas lielāku faktisko precizitāti.
Mums ir stingras iegādes vadlīnijas un tikai saikne ar cienījamiem mediju portāliem, akadēmiskām pētniecības iestādēm un, ja vien iespējams, medicīniski salīdzinošiem pārskatiem. Ņemiet vērā, ka iekavās ([1], [2] uc) esošie numuri ir klikšķi uz šīm studijām.
Ja uzskatāt, ka kāds no mūsu saturiem ir neprecīzs, novecojis vai citādi apšaubāms, lūdzu, atlasiet to un nospiediet Ctrl + Enter.
Jauno materiālu var izmantot protezēšanas, kā arī elektronisko ierīču izveidē.
Zinātnieki ir centušies radīt materiālu, kas daudzus gadus atdarināja cilvēka ādu, tiem bija tādas pašas īpašības un šādas funkcijas. Galvenās ādas īpašības, ko zinātnieki mēģina atjaunot, ir jutīgums un spēja dziedēt. Pateicoties šīm īpašībām, cilvēka āda nosūta smadzenēm signālus par temperatūru un spiedienu un kalpo kā aizsargbarjeru pret vides kairinātājiem.
Ķīmiskās tehnoloģijas profesora Stanforda universitātes profesore Chengdu Bao pirmo reizi cītīgu darbu rezultātā izdevās izveidot materiālu, kas apvieno šīs divas īpašības.
Pēdējo desmit gadu laikā ir izveidoti daudzi "mākslīgās ādas" paraugi, bet pat vissarežģītākajiem ir ļoti nopietni trūkumi. Dažām no tām ir nepieciešams "karstums", lai "dziedinātu", kas padara to ikdienas lietošanu ikdienas apstākļos neiespējamu. Citi tiek atjaunoti istabas temperatūrā, bet, atjaunojot to, tiek mainīta to mehāniskā vai ķīmiskā struktūra, kas faktiski padara to vienreiz lietojamu. Bet pats galvenais, neviens no šiem materiāliem nebija labs elektroenerģijas vadītājs.
Zhang Bao un viņa kolēģi spēja panākt lielu soli šajā virzienā un pirmo reizi vienā materiālā apvienot plastmasas polimēra pašizslodzi un metāla elektrisko vadītspēju.
Zinātnieki sāka ar plastmasu, kas sastāvēja no garām molekulu ķēdēm, kuras savienoja ūdeņraža saites. Tas ir diezgan vājš savienojums starp pozitīvi uzlādētu vienu atomu un nākamās negatīvi lādētā reģionu. Šī konstrukcija ļāva materiālam efektīvi salabot pēc ārējas ietekmes. Molekulas pavisam vienkārši sabrūk, bet tad atkal pievieno to sākotnējā formā. Tā rezultātā tika iegūts elastīgs materiāls, kuru zinātnieki salīdzinājumā ar kreiso ledusskapja irīzi.
Uz šo elastīgo polimēru zinātnieki pievienoja niķeļa mikrodaļiņas, kas palielināja materiāla mehānisko izturību. Turklāt šīs daļiņas ir palielinājušas elektrovadītspēju: strāvu var viegli pārvadāt no vienas mikrodaļiņas uz otru.
Rezultāts atbilda visām cerībām. "Lielākā daļa plastmasas ir labi izolatori, un mums ir lielisks diriģents," secināja Zheng Bao.
Tad zinātnieki pārbaudīja materiāla spēju atgūties. Viņi pusi sagriež nelielu materiāla gabalu ar nazi. Viegli nospiežot abas veidotās detaļas viena otrai, pētnieki atklāja, ka materiāls atgūst sākotnējo izturību un elektrisko vadītspēju par 75%. Pusstundu vēlāk materiāls pilnībā atjaunoja sākotnējās īpašības.
"Pat cilvēka āda aizņem dažas dienas, lai dziedinātu, tāpēc es domāju, ka mēs esam sasnieguši ļoti labu rezultātu," teica Bao Benjamin kolēģis Chi Kion Tee.
Jauns materiāls sekmīgi nokārtoja nākamo testu - 50 injekcijas-atveseļošanās ciklus.
Pētnieki par to nerunās. Nākotnē viņi vēlas panākt efektīvāku niķeļa daļiņu izmantošanu materiālā, jo tie ne tikai padara to spēcīgu un uzlabo elektrisko vadītspēju, bet arī samazina pašizlīdzināšanās spēju. Mazāku metālu daļiņu izmantošana var padarīt materiālu vēl efektīvāku.
Mēra materiāla jutīgumu, zinātnieki konstatēja, ka spēj noteikt spiedienu un reaģēt uz tā spiedienu, pateicoties rokasspiediena stiprumam. Jo Bao un viņa komanda ir pārliecināti, ka viņu izgudrojums var tikt izmantots protēžu ekstremitātēs. Turklāt viņi gatavojas padarīt savus materiālus pēc iespējas plānākiem un pārredzamiem, lai tos varētu izmantot, lai aptvertu elektroniskās ierīces un to ekrānus.
[