Исследователи из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук им. Джона А. Полсона (SEAS) разработали биосовместимый материал, который может изменять форму в ответ на определенные стимулы и возвращаться к своей первоначальной форме в ответ на другие. Исследование опубликовано в Nature Materials.
Любой, кто хоть раз выпрямлял волосы, знает, что вода вернет их в изначальную форму. Волосы, тщательно выпрямленные с помощью большой температуры, превращаются обратно в локоны, как только коснутся воды. Почему? Потому что волосы обладают памятью формы. Это также свойства материала, которые позволяют ему изменять форму в ответ на определенные стимулы и возвращаться к своей первоначальной форме в ответ на другие.
Что, если бы другие материалы, особенно текстиль, обладали такой памятью формы? Представьте себе футболку с охлаждающими отверстиями, которые открываются при воздействии влаги и закрываются при высыхании, или универсальную одежду, которая растягивается или сжимается до размеров человека.
Группа ученых попыталась сделать такой материал. Их разработка сделана из кератина и волокнистого белка, который содержится в волосах, ногтях и скорлупе. Исследователи извлекли кератин из оставшейся шерсти агоры, используемой в текстильном производстве.
Когда волокно растягивается или подвергается воздействию определенного стимула, пружинные структуры разматываются и связи выравниваются, образуя стабильные бета-слои. Волокно остается в этом положении до тех пор, пока оно не вернется в исходную форму.
Чтобы продемонстрировать этот процесс, исследователи напечатали трехмерные кератиновые листы различных форм. Они запрограммировали постоянную форму материала, ту, к которой он всегда будет возвращаться при срабатывании триггера, с помощью раствора перекиси водорода и мононатрийфосфата.
Например, один кератиновый лист был сложен в сложную звезду оригами, это была его постоянная форма. После того, как память была установлена, исследователи окунули звезду в воду, где она развернулась и стала податливой. После этого они свернули лист в плотную трубку. Ткань высохла и ее постоянная форма осталась в виде трубки.
Читать также
Ореол Андромеды приближается к нашей галактике. Рассказываем, почему это важно
Симптомы коронавируса у детей. На что стоит обратить внимание?