Інженери розробили новий матеріал, який може бути запрограмований

Дослідники створили матеріал з натурального шовку, який може бути запрограмований, щоб активувати певні завдання при впливі умов, таких як температура або інфрачервоне світло. Матеріал може бути використаний для створення чого завгодно, від ортопедії, що віддає гормони, до хірургічних штифтів, які змінюють колір, коли вони поблизу своїх механічних меж.

A Матеріал Ви можете навчити

Інженери з Університету Тафтса тільки що створили новий, універсальний матеріал, який може бути оптимізований для різних цілей, зокрема, в галузі медицини. Матеріал був побудований зі спеціальних білків, званих шовкових fibroins, і він може бути запрограмований для конкретного біологічного, хімічного або механічного завдань. Дослідження було опубліковане онлайн в Працях Національної академії наук (PNAS).

Команда використовувала методи виготовлення на водній основі, натхненні білка самозборки для виробництва 3D сипучих матеріалів з натурального шовку. Фиброина, структурний білок, який надає шовкові його міцність, була обрана тому, що вона дозволила для простої маніпуляції форми отриманого цією речовиною, а також більш гладкою модифікації функції. Це також повністю біологічно.

Об'ємні матеріали фиброина шовку обробляли водорозчинних молекул на нано-, мікро- та макрорівні, щоб дати форми і функції до цільового об'єкту. Простіше кажучи, унікальний матеріал програмується. Коли вони стикаються з умовами, як певної температури або дії певних променів, кодований поставлена задача активізувати.

В роботі

Команда створила ряд об'єктів, щоб продемонструвати екстраординарний потенціал свого нового матеріалу. Один з них був хірургічний штир, який змінює колір у міру наближення його механічні межі і знаходиться на межі зриву. Інший був функціональним гвинт, який нагрівається при впливі інфрачервоного світла, і вони також побудували біологічно сумісну структуру, яка може полегшити вивільненню біологічно активних агентів, таких як гормони або ферменти.

Необхідні додаткові дослідження і уточнення необхідно до того, як матеріал може бути широко адаптована для використання, але Фьоренцо Г. Omenetto, старший автор і професор інженерії в Університеті Тафтса, твердо вірить в свій потенціал. В інтерв'ю Phys.org, він сказав: "Можливість вбудовування функціональних елементів в біополімерів, контролювати їх самозборки, а також змінювати їх кінцева форма створює значні можливості для біо-надихнув виготовлення високоефективних багатофункціональних матеріалів."

Справді, на додаток до пунктів доказ правильності концепції команди, побудованих в рамках своїх досліджень, вони вважають, що сипучий матеріал може бути використаний для будь-якого числа функцій, пропонуючи приклади механічних компонентів, які можуть бути інтегровані з ортопедія випустити зростання фактори, гайки і болти, які можуть передавати інформацію про стан навколишнього середовища, або навіть щось настільки ж просте як reshapeable предмети домашнього вжитку. Дійсно, небо межа для биоразлагаемого матеріалу, який поєднує в собі міцність шовку з programability електроніки.

Список літератури: Phys.org, TuftsNow