lovesouthernsocial.com

Sub influența biomimeticii, cercetătorii dezvoltă un material biodegradabil care se regenerează pentru a repara fracturile. Poate fi folosit pe membre mecanice, de exemplu

Cercetătorii de la Universitatea de Stat din Arizona, din Statele Unite, au dezvoltat un material care este format din polimeri cu un fel de „memorie de formă” – acest material biodegradabil emulează forma originală a obiectului de care este atașat. Acești polimeri sunt apoi încorporați într-o rețea de fibră optică (capabilă să detecteze deteriorarea anumitor materiale) pentru a aplica apoi stimuli termici, prin intermediul unui laser în infraroșu, zonei deteriorate.

Căldura produsă, la rândul ei, stimulează mecanismele de rigidizare și regenerare. Dacă materialul este deteriorat, procesul de auto-vindecare poate recupera până la 96% din rezistența sa inițială. Potrivit cercetătorilor, sistemul nu recreează conexiunile deteriorate, ci remodelează fractura, apropiindu-se cât mai mult de forma originală. Acest material ar putea chiar reduce nevoia de înlocuire sau reparare constantă a structurilor și materialelor deteriorate sau deteriorate, reducând astfel costurile.

Imagine: Polimer cu „memorie de formă” în acțiune. Regiunea roșie indică locul unde a acționat rețeaua de fibră optică, stimulând materialul să-și asume forma inițială.

Funcționarea oaselor

Cercetarea științifică s-a inspirat din biomimetică prin „copiarea” funcționării oaselor, care sunt capabile să detecteze leziuni, să le întrerupă proliferarea și, prin anumite celule, să remodeleze oasele deteriorate, să le regenereze. Celulele care contribuie la remodelarea osoasa sunt: ​​osteoclastele, care reabsorb si remodeleaza tesutul osos; și osteoblastele, responsabile de formarea țesutului osos și a unor proteine ​​care alcătuiesc matricea osoasă, cum ar fi colagenul de tip I (înțelegeți mai bine cum funcționează în videoclipul din partea de jos a paginii).

Alte cercetări de la aceeași instituție pot ajuta la dezvoltarea „copiei osoase”. Ea s-a concentrat pe fibrele de colagen mineralizate, care sunt blocuri nanostructurale de os foarte conservate. Printr-o combinație de simulare a dinamicii moleculare și analiză teoretică, cercetătorii au observat că caracteristica nanostructurală a acestor fibre le conferă rezistență ridicată și capacitatea de a susține deformații mari. În consecință, fibrele de colagen mineralizate sunt capabile să tolereze microfisurile fără a provoca nicio insuficiență macroscopică a țesutului, care poate fi esențială pentru a permite remodelarea.

Aplicarea materialului

Dacă inovația se dezvoltă în continuare și trece mai multe teste, ea poate fi utilizată în construcția de materiale puternice, ușoare, care pot fi supuse la o mare cantitate de stres, cum ar fi compuși care urmează să fie utilizați pentru înlocuirea oaselor în producția de membre mecanice. , și în crearea de noi materiale.