Et selvhelende sensitivt materiale ble opprettet

Det nye materialet kan brukes i proteser, samt i etableringen av elektroniske enheter.

Forskere har forsøkt å skape materiale som etterlignet menneskelig hud i mange år, hadde de samme egenskapene og kunne utføre slike funksjoner. De viktigste egenskapene til huden som forskerne prøver å gjenskape, er følsomhet og evne til å helbrede. På grunn av disse egenskapene sender menneskelig hud signaler til hjernen om temperatur og trykk og fungerer som en beskyttende barriere mot miljøirriterende stoffer.

Teamet til professor i kjemisk teknologi Stanford University, Chengdu Bao som et resultat av omhyggelig arbeid for første gang klarte å skape et materiale som kombinerer disse to egenskapene.

I løpet av de siste ti årene har mange prøver av "kunstskinn" blitt opprettet, men selv de mest sofistikerte hadde svært alvorlige ulemper. Noen av dem krever "varme" til "helbrede", noe som gjør deres daglige bruk i hverdagen umulig. Andre gjenopprettes ved romtemperatur, men når de gjenopprettes, endres deres mekaniske eller kjemiske struktur, noe som gjør at de faktisk er disponible. Men viktigst av alt var ingen av disse materialene en god leder av elektrisitet.

Zhang Bao og hans kolleger klarte å gjøre et stort skritt fremover i denne retningen og for første gang å kombinere i ett materiale selvhelbredelsen av plastpolymeren og metallets elektriske ledningsevne.

Forskere startet med plast, som besto av lange kjeder av molekyler forbundet med hydrogenbindinger. Dette er en ganske svak forbindelse mellom den positivt ladede regionen av ett atom og den negativt ladede regionen til den neste. Denne strukturen tillot materialet å effektivt selvreparere etter en ekstern påvirkning. Molekyler kolliderer ganske enkelt, men kobler seg til igjen i sin opprinnelige form. Som et resultat ble et fleksibelt materiale oppnådd, hvilke forskere sammenlignet med venstre i kjøleskapets iris.

Til denne elastiske polymeren la forskere til nikkelmikropartikler, noe som økte materialets mekaniske styrke. I tillegg har disse partiklene økt sin elektriske ledningsevne: strømmen kan enkelt overføres fra en mikropartikkel til en annen.

Resultatet møtte alle forventninger. "Det meste av plast er gode isolatorer, og vi har en god dirigent," konkluderte Zheng Bao.

Så testet forskerne materialets evne til å gjenopprette. De halver kuttet et lite stykke materiale med en kniv. Lette å presse de to formede delene til hverandre, fant forskerne at materialet gjenvunnet sin opprinnelige styrke og elektrisk ledningsevne med 75%. En halv time senere restaurerte materialet sine opprinnelige egenskaper.

"Selv menneskelig hud tar noen dager å helbrede, så jeg tror vi har oppnådd et veldig godt resultat," sa Bao Benjamins kollega Chi Kion Tee.

Nytt materiale bestod vellykket i neste test - 50 sykluser av snitt-gjenoppretting.

Forskerne kommer ikke til å dvele på dette. I fremtiden vil de oppnå en mer effektiv bruk av nikkelpartikler i materialet, da de ikke bare gjør det sterkt og forbedrer elektrisk ledningsevne, men reduserer også muligheten til selvreparasjon. Bruken av mindre metallpartikler kan gjøre materialet enda mer effektivt.

Ved å måle følsomheten til materialet, fant forskerne at det er i stand til å oppdage og reagere på trykk med styrken i håndtrykket. Fordi Bao og hans team er sikre på at deres oppfinnelse kan brukes i proteser. I tillegg skal de gjøre materialet så tynt og gjennomsiktig som mulig, slik at det kan brukes til å dekke elektroniske enheter og skjermene.

[1], [2], [3]