A fost creat un material senzorial autovindecător

Noul material poate fi utilizat atât în proteze, cât și în crearea de dispozitive electronice.

Oamenii de știință încearcă de mulți ani să creeze un material care să imite pielea umană, să aibă aceleași caracteristici și să îndeplinească funcții similare. Principalele calități ale pielii pe care oamenii de știință încearcă să le recreeze sunt sensibilitatea și capacitatea de vindecare. Datorită acestor proprietăți, pielea umană trimite semnale către creier despre temperatură și presiune și servește ca o barieră protectoare împotriva iritanților din mediu.

Printr-o muncă minuțioasă, echipa profesorului de inginerie chimică Zhenan Bao de la Universitatea Stanford a reușit pentru prima dată să creeze un material care combină aceste două calități.

În ultimii zece ani, au fost create numeroase exemple de „piele artificială”, dar chiar și cele mai avansate dintre ele au prezentat dezavantaje foarte serioase. Unele dintre ele necesită temperaturi ridicate pentru a se „vindeca”, ceea ce le face imposibil de utilizat în condiții casnice de zi cu zi. Altele sunt restaurate la temperatura camerei, dar în timpul restaurării structura lor mecanică sau chimică se modifică, ceea ce le face, de fapt, de unică folosință. Dar cel mai important, niciunul dintre aceste materiale nu a fost bun conductor de electricitate.

Zhenan Bao și colegii săi au făcut un pas major înainte în această direcție și au combinat pentru prima dată proprietățile de auto-reparare ale unui polimer plastic și conductivitatea electrică a unui metal într-un singur material.

Oamenii de știință au pornit de la un plastic format din lanțuri lungi de molecule conectate prin legături de hidrogen. Aceasta este o conexiune destul de slabă între regiunea încărcată pozitiv a unui atom și regiunea încărcată negativ a următorului. Această structură a permis materialului să se auto-repare eficient după influențe externe. Moleculele se descompun destul de ușor, dar apoi se reconectează în forma lor originală. Rezultatul a fost un material flexibil pe care oamenii de știință l-au comparat cu caramelul lăsat în frigider.

Oamenii de știință au adăugat microparticule de nichel acestui polimer elastic, ceea ce a sporit rezistența mecanică a materialului. În plus, aceste particule i-au sporit conductivitatea electrică: curentul este condus cu ușurință de la o microparticulă la alta.

Rezultatul a îndeplinit toate așteptările. „Majoritatea materialelor plastice sunt buni izolatori, dar noi am obținut un conductor excelent”, a rezumat Zhenan Bao.

Oamenii de știință au testat apoi capacitatea materialului de a se recupera. Au tăiat o mică bucată din material în jumătate cu un cuțit. Prin apăsarea ușoară a celor două părți rezultate, cercetătorii au descoperit că materialul își recăpătase 75% din rezistența și conductivitatea electrică inițiale. O jumătate de oră mai târziu, materialul își recăpătase complet proprietățile originale.

„Chiar și pielea umană are nevoie de câteva zile pentru a se vindeca. Așadar, cred că am obținut un rezultat destul de bun”, a spus Benjamin Chi Kion Tee, colegul lui Bao.

Noul material a trecut cu succes și următorul test - 50 de cicluri de recuperare după tăiere.

Cercetătorii nu se vor opri aici. În viitor, vor să utilizeze mai bine particulele de nichel din material, deoarece acestea nu numai că îl fac mai rezistent și îi îmbunătățesc conductivitatea electrică, dar îi reduc și capacitatea de auto-reparare. Utilizarea particulelor metalice mai mici ar putea face materialul și mai eficient.

Măsurând sensibilitatea materialului, oamenii de știință au descoperit că acesta poate detecta și răspunde la presiune cu forța unei strângeri de mână. De aceea, Bao și echipa sa sunt încrezători că invenția lor poate fi utilizată în proteze de membre. În plus, ei intenționează să facă materialul lor cât mai subțire și transparent posibil, astfel încât să poată fi folosit pentru a acoperi dispozitivele electronice și ecranele acestora.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]