ساخت مواد انعطاف پذیر با الهام از عضلات بدن

ایسنا نوشت: پژوهشگران ژاپنی با الهام از عضلات بدن انسان، روش جدیدی برای ابداع مواد انعطاف پذیر ابداع نموده اند که به آنها یاری می نماید پس از کشش، استحکام خود را به دست بیاورند.

ساخت مواد انعطاف پذیر با الهام از عضلات بدن

دانشمندان دانشگاه هوکایدو(Hokkaido University) ژاپن، روش جدیدی ارائه داده اند تا موادی ابداع نمایند که در صورت استفاده، به استحکام آنها افزوده می گردد. این گروه پژوهشی با تقلید از مکانیسمی که امکان رشد و تقویت پس از ورزش را برای عضلات فراهم می نماید، پلیمری ابداع کردند که تحت فشار مکانیکی تجزیه می شوند و سپس با یاری مواد مغذی، دوباره رشد می نمایند.

یکی از مسائل موادی که جاندار نیستند این است که در مقایسه با مواد آلی و زنده، عمر مفید محدودی دارند. موادی مانند فولاد، پلاستیک، سرامیک و منسوجات در مقایسه با مواد آلی، بسیار زودتر فرسوده می شوند. فلزات زودتر فرسوده می شوند، پلاستیک زودتر متلاشی می گردد، سرامیک زودتر ترک برمی دارد و منسوجات نیز عمر کوتاه تری دارند.

دلیل این موضوع، توانایی بافت های زنده در رشد دوباره و محکم تر شدن است. به خاطر وجود این توانایی، ورزش کردن می تواند به تقویت عضلات یاری کند. عضلات در طول ورزش تقویت می شوند زیرا بافت ها پس از تجزیه، با بافت های جدید و قوی تری جایگزین می شوند که از آمینواسیدهای موجود در جریان خون تغذیه می نمایند.

پژوهشگران دانشگاه هوکایدو، از موادی موسوم به هیدروژل های دو شبکه ای(double-network hydrogels) استفاده کردند. این مواد، مانند هیدروژل های دیگر، پلیمرهایی هستند که 85 درصد وزن آنها را آب تشکیل می دهد اما هیدروژل های مورد استفاده در این پژوهش، هم از یک پلیمر خشک و شنماینده و هم از یک پلیمر نرم و قابل کشش تشکیل شده اند؛ در نتیجه محصول نهایی هم نرم و هم خشک است.

این هیدروژل در محیط آزمایشگاه، در مونومر(monomer) غوطه ور شد. مونومرها، اتصالات واحد مولکولی هستند که پلیمر را شکل می دهند. عملکرد مونومرها در مواد شبیه به عضله، مانند آمینواسیدهای موجود در بافت زنده است.

به گفته پژوهشگران، با کشش هیدروژل، بعضی از زنجیره های پلیمر تجزیه می شوند و گونه های شیمیایی موسوم به مکانورادیکال(mechanoradical) را در پایانه های پلیمر تجزیه شده به وجود می آورند. این گونه های شیمیایی، بسیار واکنش پذیر هستند و به سرعت به مونومرهای شناور متصل می شوند تا یک زنجیره پلیمری جدید و قوی تر شکل دهند.

این هیدروژل در آزمایش ها، مانند عضلات بدن که در حال ورزش هستند، عمل نموده و 1.5 برابر قوی تر، 23 برابر محکم تر و وزن آن نیز تا 86 درصد بیشتر شد. پژوهشگران حتی توانستند با استفاده از مونومرهای حساس به گرما و به کار بردن دمای بالا، ویژگی های ماده را کنترل نمایند.

جیان پینگ گونگ(Jian Ping Gong)، سرپرست این پژوهش گفت: این روش جدید می تواند به ابداع موادی برای کاربردهای گوناگون از جمله ابداع اسکلت خارجی انعطاف پذیر برای بیماران مبتلا به آسیب های اسکلتی منجر گردد.

این پژوهش، در مجله Science به چاپ رسید.

5656

منبع: خبرآنلاین

به "ساخت مواد انعطاف پذیر با الهام از عضلات بدن" امتیاز دهید

امتیاز دهید:

دیدگاه های مرتبط با "ساخت مواد انعطاف پذیر با الهام از عضلات بدن"

نظرتان را در مورد این مقاله با ما درمیان بگذارید