Создан материал, который после поломки восстанавливает свою форму (видео)
Если вы разрежете этот новый биопластик на куски, то они соединятся вместе, и материал будет как новенький, если просто добавите каплю воды.
«Уникальностью этого пластика является его способность собирать себя вместе под воздействием воды, — говорит Мелик Демирель (Melik Demirel), профессор из штата Пенсильвания. — Есть и другие материалы, которые сами восстанавливаются, но не при помощи воды».
Капля воды провоцирует самовосстановление многофазного полимера, полученного из генетического кода зуба кальмара. По словам исследователей, этот материал может когда-нибудь продлить жизнь медицинских имплантатов, волоконно-оптических кабелей и других трудноремонтируемых объектов.
Демирель и его команда изучали зубы кальмара, собранные по всему миру — в Средиземном море, Атлантике, недалеко от Гавайских островов, Аргентины и Японского моря — и обнаружили, что везде в них встречаются белки со свойствами самовосстановления. Однако, как отмечают в недавнем выпуске Scientific Reports, «количество этого белкового материала из природных источников очень низко (около 1 грамма белка на 5 килограммов кальмара) и состав природного материала варьируется между разными видами кальмаров».
Поэтому, чтобы не истощать популяцию кальмаров и иметь однородный материал, исследователи использовали биотехнологию для создания белков при помощи бактерий. Полимер может быть создан либо под давлением с использованием тепла, либо получен при помощи выпаривания растворителя.
Материал из двух компонентов представляет собой сополимер, состоящий из мягкого аморфного сегмента и жесткого, с более структурированной молекулярной архитектурой. Структурированная часть состоит из нитей аминокислот, соединенных водородными связями с образованием скрученного и/или гофрированного листа. Эта часть также обеспечивает прочность для полимера, но аморфный сегмент обеспечивает самовосстановление.
Из своего полимера исследователи создали образец, напоминающий формой кость для собаки, а затем разрезали его пополам. Использование теплой воды (температурой около 45 градусов по Цельсию — или немного теплее, чем температура тела) и небольшого давления металлическим инструментом привело к тому, что две половинки воссоединились, восстановив форму кости. Испытания на прочность показали, что материал после восстановления был таким же прочным, как при первоначальном создании.
«Если один из волоконно-оптических кабелей, установленных в океане, порвется, единственный способ его исправить, это заменить на новый», — говорит Демирель. — «С этим же материалом можно было бы восстановить кабель и продолжить работы, экономя время и деньги.
Может быть, когда-нибудь мы смогли бы применить этот подход для исцеления ран или в других направлениях. Было бы интересно в долгосрочной перспективе увидеть, если бы мы могли способствовать заживлению ран таким образом, тогда это то, на чем я собираюсь сосредоточиться в настоящее время».
Источник: news.psu.edu
Подпишитесь на новости
Коментарі (0)