Ustvarjen je bil samoregeneracijski senzorski material

Novi material se lahko uporablja v protetiki, pa tudi pri izdelavi elektronskih naprav.

Znanstveniki že vrsto let poskušajo ustvariti material, ki bi posnemal človeško kožo, imel enake lastnosti in opravljal podobne funkcije. Glavni lastnosti kože, ki ju znanstveniki poskušajo poustvariti, sta občutljivost in sposobnost celjenja. Zahvaljujoč tem lastnostim človeška koža pošilja signale v možgane o temperaturi in tlaku ter služi kot zaščitna ovira pred dražilnimi snovmi iz okolja.

Ekipa profesorja kemijskega inženirstva Zhenana Baoa na Univerzi Stanford je s skrbnim delom prvič uspela ustvariti material, ki združuje ti dve lastnosti.

V zadnjih desetih letih je bilo ustvarjenih veliko primerov "umetne kože", vendar so imeli tudi najbolj napredni med njimi zelo resne pomanjkljivosti. Nekateri od njih zahtevajo visoke temperature za "zdravljenje", zaradi česar jih ni mogoče uporabljati v vsakdanjih gospodinjskih pogojih. Drugi so obnovljeni pri sobni temperaturi, vendar se med obnovo spremeni njihova mehanska ali kemična struktura, zaradi česar so dejansko za enkratno uporabo. Najpomembneje pa je, da nobeden od teh materialov ni bil dober prevodnik električne energije.

Zhenan Bao in njegovi kolegi so v tej smeri naredili velik korak naprej in prvič združili samozdravilne lastnosti plastičnega polimera in električno prevodnost kovine v enem samem materialu.

Znanstveniki so začeli s plastiko, ki je bila sestavljena iz dolgih verig molekul, povezanih z vodikovimi vezmi. To je dokaj šibka povezava med pozitivno nabitim območjem enega atoma in negativno nabitim območjem naslednjega. Ta struktura je omogočila, da se je material po zunanjih vplivih učinkovito samozdravil. Molekule se precej enostavno razgradijo, nato pa se ponovno povežejo v prvotni obliki. Rezultat je bil prožen material, ki so ga znanstveniki primerjali s karamelo, ki jo pustimo v hladilniku.

Znanstveniki so temu elastičnemu polimeru dodali mikrodelce niklja, kar je povečalo mehansko trdnost materiala. Poleg tega so ti delci povečali njegovo električno prevodnost: tok se zlahka prevaja iz enega mikrodelca v drugega.

Rezultat je izpolnil vsa pričakovanja. »Večina plastike je dobrih izolatorjev, vendar smo dobili odličen prevodnik,« je povzel Zhenan Bao.

Znanstveniki so nato preizkusili sposobnost materiala za regeneracijo. Majhen košček materiala so z nožem prerezali na pol. Z rahlim pritiskom obeh nastalih delov skupaj so raziskovalci ugotovili, da je material ponovno pridobil 75 % svoje prvotne trdnosti in električne prevodnosti. Pol ure kasneje je material popolnoma povrnil svoje prvotne lastnosti.

»Tudi človeška koža potrebuje nekaj dni, da se zaceli. Zato mislim, da smo dosegli precej dober rezultat,« je dejal Baov kolega Benjamin Chi Kion Tee.

Novi material je uspešno prestal tudi naslednji test - 50 ciklov rezanja in okrevanja.

Raziskovalci se tu ne bodo ustavili. V prihodnosti želijo bolje izkoristiti nikljeve delce v materialu, saj ga ne le okrepijo in izboljšajo njegovo električno prevodnost, temveč tudi zmanjšajo njegovo sposobnost samozdravljenja. Uporaba manjših kovinskih delcev bi lahko material naredila še učinkovitejši.

Z merjenjem občutljivosti materiala so znanstveniki ugotovili, da lahko zazna in se odzove na pritisk z močjo stiska roke. Zato sta Bao in njegova ekipa prepričana, da se njihov izum lahko uporablja v protetičnih okončinah. Poleg tega nameravata svoj material narediti čim tanjši in prozornejši, da bi ga lahko uporabili za premazovanje elektronskih naprav in njihovih zaslonov.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]