Harvardská univerzita vyvíja nové biokompatibilné materiály, ktoré je možné 3D tlačiť do ľubovoľných tvarov

Vieme, že aj vlasy, ktoré boli pri vysokej teplote starostlivo narovnané, sa pri pôsobení vody skrútia. Je to tak preto, lebo tvarová pamäť vlasov, teda materiálové vlastnosti vlasov, im umožňuje meniť tvar za určitých podnetov a vrátiť sa k nim pod inými podnetmi. Pôvodný tvar.

Vedci sa tým inšpirovali a obrátili svoje výskumné objekty na iné materiály, napríklad textil. Sľubnou predstavou o tvarovej pamäti textilu je: tričko, ktoré sa otvára vo vlhkom prostredí a zatvára sa, keď je sucho. Dá sa to natiahnuť na veľkosť človeka. To tiež znamená, že to budú šaty A, ktoré vyhovejú každému.

Vedci z Harvardovej univerzity teraz vyvinuli biokompatibilný materiál, ktorý je možné 3D tlačiť do ľubovoľného tvaru a predprogramovať pomocou reverzibilnej tvarovej pamäte.

Tento materiál je vyrobený z keratínu, druhu fibrínu, ktorý sa nachádza vo vlasoch, nechtoch a škrupinách. Z hľadiska molekulárnej štruktúry sú jednotlivé vlákna keratínu usporiadané do pružinovej štruktúry nazývanej alfa helix. Je to štruktúra alfa helixu a chemické väzby, ktoré dávajú tomuto materiálu pevnosť a tvarovú pamäť.

Okrem toho sú dva pramene keratínu navzájom skrútené, aby vytvorili štruktúru nazývanú špirálová cievka. Mnohé z týchto zvlnených slučiek sú spojené do surových vlákien, ktoré nakoniec vytvárajú veľké vlákna. Keď sa konkrétny vláknový list roztiahne alebo preskupí, vlákna sa roztiahnu do stabilnej štruktúry. Vlákno zostáva v tejto polohe, kým sa nespustí do pôvodného tvaru.

Na preukázanie tohto procesu vedci 3D tlačili keratínové listy rôznych tvarov. Na programovanie stáleho tvaru materiálu použili roztoky peroxidu vodíka a fosforečnanu sodného - po spustení sa vždy vráti do pôvodného tvaru. Navyše, akonáhle je nastavená tvarová pamäť keratínu, je možné ju preprogramovať a tvarovať do nového tvaru.

Napríklad keratínová fólia je zložená do zložitej hviezdy origami ako jej trvalý tvar. Akonáhle sa pamäť vytvorí, vedci ponoria hviezdu do vody a tá sa po rozvinutí vo vode stane plastickou.

Vedci predpokladali niekoľko zaujímavých využití tohto nového deformovateľného materiálu. Veria, že z tohto materiálu sa dajú vyrobiť podprsenky s prispôsobiteľnými tvarmi a veľkosťami šálok, tričká voľnej veľkosti alebo odevy s prieduchmi, ktoré sa dajú otvárať podľa vlhkosti. Týmto spôsobom vedci dúfajú, že to pomôže vyriešiť problém s odpadom v módnom priemysle.