hr.llcitycouncil.org
Industrija

Istraživači s MIT-a razvijaju čvrst hidrogelni hibrid koji se nikada ne isušuje

Istraživači s MIT-a razvijaju čvrst hidrogelni hibrid koji se nikada ne isušuje


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


Svatko s kontaktnim lećama razumije frustracije svakodnevne zamjene leće ili podlijevanja u tekućinu kako se ne bi osušile. Materijal od kojeg su napravljeni je hidrogel, a poznati su po tome što se isušuju u hrskavi nered ako nisu stalno hidratizirani. Međutim, prošlog ljeta inženjeri s MIT-a otkrili su način kako spriječiti hidrogeliranje od dehidracije. Tehnika će omogućiti puno dugotrajnije kontaktne leće, napredak u fleksibilnoj bioelektronici i potencijalno bi mogla postati održiva komponenta umjetne kože.

Tradicionalni hidrogelovi lako isparavaju kad dođu u kontakt sa zrakom. No, vezivanjem elastičnih polimera (poput gume i silikona, koji su rastezljivi poput hidrogelova), vanjski sloj gela postao je nepropustan za vodu. Prevlačenjem hidrogelova tankim slojem elastomera stvara se prepreka koja sprječava isparavanje vode, a time je održava vlažnom, fleksibilnom i robusnom.

Glavni inženjer projekta Xuanhe Zhao, izvanredni profesor za razvoj karijere Robert N. Noyce na Odjelu za strojarstvo MIT-a, kaže da je ideja za slojeviti materijal nadahnuta ljudskom kožom. Slično hibridnom polimeru, koža se sastoji od više slojeva; vanjska epiderma koja je vezana za temeljni sloj dermisa. Glavne funkcije epiderme su da djeluju kao štit kako bi spriječili ulazak stranog materijala u tijelo i zaštitili tjelesne mišiće i organe od isušivanja.

[Uređeno:Izvor slike:MIT / Melanie Gonick]

Primjene u stvarnom svijetu

Hibrid hidrogel-elastomer iznenađujuće je poboljšanje kože. Veza između elastičnog polimera i hidrogela je višestruko jači nego veza između epiderme i dermisa. Daljnja poboljšanja se postižu uvođenjem sićušnih kanala u hibridni materijal koji djeluju kao umjetne krvne žile. Ostale inačice materijala sadrže ugrađene složene ionske sklopove koji mogu oponašati živčane mreže.

Da bi testirali materijal, istraživači su elastomer podvrgli UV svjetlu. Čak i nakon 48 sati u suhom laboratorijskom okruženju, masa materijala ostala je gotovo identična, što potvrđuje da je hidrogel zadržao većinu vlage. Daljnja ispitivanja ispitivala su kolika je sila potrebna za odvajanje elastomera od hidrogela. Utvrđeno je da je za razdvajanje to dvoje potrebna sila veća od 1.000 džula po kvadratnom metru, što je znatno veća od sile potrebne za odvajanje epiderme kože od dermisa.

"Ovo je čvršće čak i od kože", kaže Zhao. "Također možemo rastezati materijal na sedam puta veću od izvorne duljine, a veza i dalje ostaje." Nastavlja, "Nadamo se da će ovaj rad utrti put sintetičkoj koži ili čak robotima s vrlo mekom, fleksibilnom kožom s biološkom funkcijom."

Daljnje aplikacije čak mogu vidjeti da se koristi kao "pametni" zavoj. Ugrađeni elektronički senzori mogu nadzirati razinu kisika, krvni tlak i druge vitalne informacije - a sve to dok se mogu prilagoditi tijelu koje se neprekidno kreće.

Demonstracija konvekcije kemikalija kroz kanale kože[Izvor slike:MIT]

Kanali djeluju kao jednostavna mreža krvnih žila, sposobna za transport i distribuciju tekućina kroz materijal. Istraživači vjeruju da se hibridno-elastomerni materijal može koristiti kao rastezljivi mikrofluidni zavoj sposoban za isporuku lijekova kroz kožu.

"Pokazali smo da ovo možemo koristiti kao rastezljivi mikrofluidni krug", kaže Yuk. “U ljudskom tijelu stvari se kreću, savijaju i deformiraju. Ovdje možda možemo raditi mikrofluidiku i vidjeti kako se [uređaj] ponaša u pokretnom dijelu tijela. "

Ide naprijed

Skupina istraživača nada se da će razviti materijal koji će biti koristan za širi spektar primjena, uključujući kao nosivi elektronički uređaj i kao zavoj za isporuku lijekova na zahtjev. Daljnja istraživanja provode se kako bi se ispitala održivost stvaranja nesušnih kontaktnih leća ugrađenih u sklop što daje mogućnost mnogo trajnijih leća.

"U konačnici pokušavamo proširiti argument upotrebe hidrogela kao naprednog inženjerskog alata", kaže Zhao.

POGLEDAJTE I: Istraživači MIT-a stvorili su najjači materijal na svijetu

Napisao Maverick Baker


Gledaj video: Ponuda Pionira za 2017 godinu - i zrno i silaza ali koji hibridi