Harvardi ülikool töötab välja uusi biosobivaid materjale, mida saab 3D-vormingus trükkida igasse kujundisse

Me teame, et isegi kõrgel temperatuuril hoolikalt sirgendatud juuksed kaarduvad veega kokku puutudes. Selle põhjuseks on asjaolu, et juuste vormimälu, see tähendab juuste materiaalsed omadused, võimaldab neil teatud stiimulite korral kuju muuta ja teiste stiimulite korral selle juurde tagasi pöörduda. Algne kuju.

Sellest inspireerituna suunasid teadlased oma uurimisobjektid teistele materjalidele, näiteks tekstiilidele. Paljutõotav idee tekstiilide vormimälust on: t-särk, mis avaneb niiskes keskkonnas ja sulgub kuivades. Seda saab venitada inimese suuruseks. See tähendab ka seda, et see saab olema kõigile sobiv kleit.

Nüüd on Harvardi ülikooli teadlased välja töötanud biosobiva materjali, mida saab 3D-vormingus trükkida mis tahes kujuks ja eelnevalt programmeerida pööratava kujumälu abil.

See materjal on valmistatud keratiinist, seda tüüpi fibriinist, mida leidub juustes, naeltes ja kestades. Molekulaarstruktuuri seisukohast on keratiini üksikud ahelad paigutatud vedrulaadseks struktuuriks, mida nimetatakse alfa-heeliksiks. Alfa-heeliksi struktuur ja keemilised sidemed annavad sellele materjalile tugevuse ja kujundavad mälu.

Lisaks on kaks keratiini kiudu kokku keeratud, moodustades struktuuri, mida nimetatakse spiraalseks mähiseks. Paljud neist kokkusurutud silmustest on kokku pandud toorkiududeks, mis lõpuks moodustavad suuri kiude. Konkreetse kiudplaadi venitamisel või ümberkorraldamisel venitatakse kiud stabiilseks struktuuriks. Kiud jäävad sellesse asendisse seni, kuni see käivitatakse tagasi oma algsele kujule.

Selle protsessi tõestamiseks printisid teadlased 3D-vormis erineva kujuga keratiinilehed. Nad kasutasid vesinikperoksiidi ja naatriumfosfaadi lahuseid, et programmeerida materjali püsiv kuju - see taastub käivitamisel alati oma algse kuju. Peale selle, kui keratiini kuju mälu on seatud, saab selle ümber programmeerida ja kujundada uueks kujuks.

Näiteks volditakse keratiinileht püsiva kujuna keeruliseks origamistäheks. Kui mälu on loodud, kastavad teadlased tähe vette ja see muutub vees lahti rulludes plastiliseks.

Teadlased nägid selle uue deformeeritava materjali jaoks ette huvitavaid kasutusviise. Nad usuvad, et sellest materjalist saab valmistada kohandatava kuju ja tassi suurusega rinnahoidjaid, vabasuuruses t-särke või niiskuse järgi avatavaid ventilatsiooniavadega riideid. Nii loodavad teadlased, et see aitab lahendada jäätmeprobleemi moetööstuses.