Људска кожа има уникатна својства која је тешко поновити, она комбинује чврстоћу и флексибилност и регенерише у року од 24 сата након повреде. Вештачки синтетисани гелови успиевају постићи једно или друго, но научници са Универзитета Алто и Бајројт су савладали та ограничења. Велика прекретница у науци материјала је постигнута након што је осмишљен самоисцељујући, флексибилни и снажни хидрогел, а то отвара простор за нове могућности у областима зацељивања рана, меке роботике, вештачке коже и испоруке лекова.
Да би постигли ове карактеристике у крутом гелу, истраживачи су користили ултратанке глинене нанослојеве. Ови листови су креирали густо испреплетену мрежу полимера, који су ојачали хидрогелове и спречили их да буду премекани. Такође псу овећали могућност гела да се сам поправља. Помешали су прах мономера с водом, која садржи нанослојеве. Смеса је затим стављена под илтраљубичасту (UV) лампу. „Зрачење узрокује да се појединачни молекули вежу заједно, тако да све постаје еластична чврста маса, односно гел”, објаснио је Чен Лианг, један од аутора истраживања. Иновација се у великој мјери ослања на накнадне интеракције полимера.
„Везивање значи да се танки слојеви полимера почињу увијати један око другог попут ситних вунених нити, али у насумичном редоследу. Kада су полимери потпуно уплетени, не могу се разликовати један од другог. Веома су динамични и покретни на молекуларном ниву, а када их пресечете они се поново почну преплитати”, објаснио је Ханг Џанг са Универзитета Алто.
Процес зацјељивања је невероватно брз. Хидрогел се регенерише 80 до 90 посто у прва четири сата након резања, односно у потпуности за 24 сата. Он садржи око 10.000 нанослојева у узорку дебљине један милиметар, што му омогућава да постигне крутост сличну људској кожи, а истовремено се може развлачити. „Овај рад је узбудљив пример како нас биолошки материјали инспиришу да трагамо за новим комбинацијама могућности за синтетичке материјале. Замислите роботе с робусном кожом која се самоисцељује или синтетичко ткиво које се аутономно поправља. То је врста фундаменталног открића које би могло променити правила дизајна материјала”, додао је Оли Икала с Универзитета Алто.
Након додатног истраживања и развоја у комерцијалне сврхе, самозацељујућа синтетичка ткива, флексибилни роботи са заштитним спољашњим слојевима и медицински материјали који могу аутономно поправити оштећења, могли би имати користи од ове студије, „Kрути, снажни и самозацељиви хидрогелови дуго су били изазов. Открили смо механизам за јачање конвенционално меких хидрогелова. То би могло униети револуцију у развој нових материјала с биоинспирисаним својствима”, закључио је Зханг.
(Kликс)
