Bol vytvorený samoregeneračný snímací materiál

Nový materiál sa dá použiť v protetike, ako aj pri výrobe elektronických zariadení.

Vedci sa už mnoho rokov snažia vytvoriť materiál, ktorý by napodobňoval ľudskú pokožku, mal rovnaké vlastnosti a vykonával podobné funkcie. Hlavnými vlastnosťami pokožky, ktoré sa vedci snažia znovu vytvoriť, sú citlivosť a schopnosť hojenia. Vďaka týmto vlastnostiam ľudská pokožka vysiela do mozgu signály o teplote a tlaku a slúži ako ochranná bariéra proti dráždivým látkam z prostredia.

Vďaka usilovnej práci sa tímu profesora chemického inžinierstva Zhenana Baa zo Stanfordskej univerzity prvýkrát podarilo vytvoriť materiál, ktorý kombinuje tieto dve vlastnosti.

Za posledných desať rokov bolo vytvorených mnoho príkladov „umelej kože“, ale aj tie najpokročilejšie z nich mali veľmi vážne nevýhody. Niektoré z nich vyžadujú na „zahojenie“ vysoké teploty, čo znemožňuje ich použitie v bežných domácich podmienkach. Iné sa reštaurujú pri izbovej teplote, ale počas reštaurovania sa mení ich mechanická alebo chemická štruktúra, čo ich v skutočnosti robí jednorazovými. Ale čo je najdôležitejšie, žiadny z týchto materiálov nebol dobrým vodičom elektriny.

Zhenan Bao a jeho kolegovia urobili v tomto smere významný krok vpred a prvýkrát spojili samoopravné vlastnosti plastového polyméru a elektrickú vodivosť kovu v jednom materiáli.

Vedci začali s plastom, ktorý pozostával z dlhých reťazcov molekúl spojených vodíkovými väzbami. Ide o pomerne slabé spojenie medzi kladne nabitou oblasťou jedného atómu a záporne nabitou oblasťou nasledujúceho. Táto štruktúra umožnila materiálu efektívne sa samoopraviť po vonkajších vplyvoch. Molekuly sa pomerne ľahko rozpadajú, ale potom sa opäť spoja v pôvodnej forme. Výsledkom bol flexibilný materiál, ktorý vedci prirovnali k karamelu ponechanému v chladničke.

Vedci pridali do tohto elastického polyméru mikročastice niklu, čo zvýšilo mechanickú pevnosť materiálu. Okrem toho tieto častice zvýšili jeho elektrickú vodivosť: prúd sa ľahko vedie z jednej mikročastice do druhej.

Výsledok splnil všetky očakávania. „Väčšina plastov sú dobré izolanty, ale my sme získali vynikajúci vodič,“ zhrnul Zhenan Bao.

Vedci potom otestovali schopnosť materiálu zotaviť sa. Malý kúsok materiálu rozrezali nožom na polovicu. Ľahkým stlačením dvoch výsledných častí k sebe výskumníci zistili, že materiál znovu získal 75 % svojej pôvodnej pevnosti a elektrickej vodivosti. O pol hodiny neskôr materiál úplne získal svoje pôvodné vlastnosti.

„Aj ľudskej pokožke trvá niekoľko dní, kým sa zahojí. Takže si myslím, že sme dosiahli celkom dobrý výsledok,“ povedal Baov kolega Benjamin Chi Kion Tee.

Nový materiál úspešne prešiel aj ďalším testom - 50 cyklami rezania a zotavenia.

Výskumníci sa tým nezastavia. V budúcnosti chcú lepšie využiť častice niklu v materiáli, pretože ho nielenže robia pevnejším a zlepšujú jeho elektrickú vodivosť, ale tiež znižujú jeho schopnosť samoopravy. Použitie menších kovových častíc by mohlo materiál ešte viac zefektívniť.

Meraním citlivosti materiálu vedci zistili, že dokáže detekovať a reagovať na tlak silou stisku ruky. Preto sú si Bao a jeho tím istí, že ich vynález sa dá použiť v protézach končatín. Okrem toho plánujú vyrobiť svoj materiál čo najtenší a najpriehľadnejší, aby sa dal použiť na potiahnutie elektronických zariadení a ich obrazoviek.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]