Isang self-healing sensing material ang nalikha

Ang bagong materyal ay maaaring gamitin sa prosthetics, gayundin sa paglikha ng mga elektronikong aparato.

Sinusubukan ng mga siyentipiko sa loob ng maraming taon na lumikha ng isang materyal na gayahin ang balat ng tao, may parehong mga katangian at gumaganap ng mga katulad na function. Ang mga pangunahing katangian ng balat na sinusubukang muling likhain ng mga siyentipiko ay ang pagiging sensitibo at ang kakayahang magpagaling. Salamat sa mga katangiang ito, ang balat ng tao ay nagpapadala ng mga signal sa utak tungkol sa temperatura at presyon at nagsisilbing isang proteksiyon na hadlang laban sa mga nakakainis sa kapaligiran.

Sa pamamagitan ng maingat na trabaho, ang pangkat ng chemical engineering ng Stanford University na si Zhenan Bao ay nagtagumpay sa unang pagkakataon sa paglikha ng materyal na pinagsasama ang dalawang katangiang ito.

Sa nakalipas na sampung taon, maraming mga halimbawa ng "artipisyal na balat" ang nalikha, ngunit kahit na ang pinaka-advanced sa kanila ay may napakaseryosong mga disbentaha. Ang ilan sa kanila ay nangangailangan ng mataas na temperatura upang "pagalingin", na ginagawang imposibleng gamitin sa pang-araw-araw na mga kondisyon ng sambahayan. Ang iba ay ibinabalik sa temperatura ng silid, ngunit sa panahon ng pagpapanumbalik ang kanilang mekanikal o kemikal na istraktura ay nagbabago, na ginagawang, sa katunayan, hindi magagamit. Ngunit ang pinakamahalaga, wala sa mga materyales na ito ang mahusay na konduktor ng kuryente.

Si Zhenan Bao at ang kanyang mga kasamahan ay gumawa ng isang malaking hakbang pasulong sa direksyong ito at pinagsama ang mga katangian ng pagpapagaling sa sarili ng isang plastic polymer at ang electrical conductivity ng isang metal sa isang materyal sa unang pagkakataon.

Nagsimula ang mga siyentipiko sa isang plastik na binubuo ng mahabang kadena ng mga molekula na konektado ng mga bono ng hydrogen. Ito ay isang medyo mahina na koneksyon sa pagitan ng positibong sisingilin na rehiyon ng isang atom at ng negatibong sisingilin na rehiyon ng susunod. Ang istrukturang ito ay nagpapahintulot sa materyal na epektibong gumaling sa sarili pagkatapos ng mga panlabas na impluwensya. Ang mga molekula ay madaling masira, ngunit pagkatapos ay muling kumonekta sa kanilang orihinal na anyo. Ang resulta ay isang nababaluktot na materyal na inihambing ng mga siyentipiko sa toffee na iniwan sa refrigerator.

Ang mga siyentipiko ay nagdagdag ng mga microparticle ng nickel sa nababanat na polimer na ito, na nagpapataas ng mekanikal na lakas ng materyal. Bilang karagdagan, ang mga particle na ito ay nadagdagan ang electrical conductivity nito: ang kasalukuyang ay madaling isinasagawa mula sa isang microparticle patungo sa isa pa.

Natugunan ng resulta ang lahat ng inaasahan. "Karamihan sa mga plastik ay mahusay na insulator, ngunit nakakuha kami ng isang mahusay na konduktor," Zhenan Bao summed up.

Pagkatapos ay sinubukan ng mga siyentipiko ang kakayahan ng materyal na mabawi. Pinutol nila ang isang maliit na piraso ng materyal sa kalahati gamit ang isang kutsilyo. Sa pamamagitan ng bahagyang pagpindot sa dalawang resultang bahagi nang magkasama, nalaman ng mga mananaliksik na ang materyal ay nakuhang muli ang 75% ng orihinal nitong lakas at electrical conductivity. Makalipas ang kalahating oras, ganap na nabawi ng materyal ang mga orihinal na katangian nito.

"Kahit ang balat ng tao ay tumatagal ng ilang araw upang gumaling. Kaya sa palagay ko nakamit namin ang isang magandang resulta," sabi ng kasamahan ni Bao na si Benjamin Chi Kion Tee.

Matagumpay ding naipasa ng bagong materyal ang susunod na pagsubok - 50 cut-recovery cycle.

Ang mga mananaliksik ay hindi titigil doon. Sa hinaharap, nais nilang mas mahusay na gamitin ang mga particle ng nickel sa materyal, dahil hindi lamang nila ito pinapalakas at pinapabuti ang electrical conductivity nito, ngunit binabawasan din ang kakayahang magpagaling sa sarili. Ang paggamit ng mas maliliit na particle ng metal ay maaaring gawing mas epektibo ang materyal.

Sa pamamagitan ng pagsukat sa sensitivity ng materyal, natuklasan ng mga siyentipiko na maaari itong makakita at tumugon sa presyon sa pamamagitan ng lakas ng pakikipagkamay. Kaya naman kumpiyansa si Bao at ang kanyang team na ang kanilang imbensyon ay magagamit sa prosthetic limbs. Bilang karagdagan, pinaplano nilang gawin ang kanilang materyal bilang manipis at transparent hangga't maaari upang magamit ito sa paglalagay ng mga elektronikong aparato at kanilang mga screen.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]