Et selvhelende følsomt materiale blev oprettet

Det nye materiale kan bruges i proteser samt i oprettelsen af elektroniske enheder.

Forskere har forsøgt at skabe materiale, der efterligner menneskets hud i mange år, havde de samme egenskaber og kunne udføre sådanne funktioner. De vigtigste kvaliteter i huden, som forskerne forsøger at genskabe, er følsomhed og evnen til at helbrede. På grund af disse egenskaber sender den menneskelige hud signaler til hjernen om temperatur og tryk og tjener som en beskyttende barriere mod miljøirriterende stoffer.

Teamet af professor i kemiteknik Stanford University, Chengdu Bao som et resultat af omhyggeligt arbejde for første gang lykkedes at skabe et materiale, der kombinerer disse to kvaliteter.

I løbet af de sidste ti år er der skabt mange prøver af "kunstlæder", men selv de mest sofistikerede havde meget alvorlige ulemper. Nogle af dem kræver "varme" til "helbrede", hvilket gør deres daglige brug i hverdagen umulig. Andre genoprettes ved stuetemperatur, men når de genoprettes, ændres deres mekaniske eller kemiske struktur, hvilket gør dem i praksis disponible. Men vigtigst af alt var ingen af disse materialer en god leder af elektricitet.

Zhang Bao og hans kolleger formåede at tage et stort skridt fremad i denne retning og for første gang at kombinere selve helbredelsen af plastpolymeren og metallets elektriske ledningsevne i ét materiale.

Forskere begyndte med plastik, som bestod af lange kæder af molekyler forbundet med hydrogenbindinger. Dette er en ret svag forbindelse mellem den positivt ladede region af et atom og den negativt ladede region af det næste. Denne struktur gjorde det muligt for materialet at effektivt selvreparere efter en ekstern påvirkning. Molekyler simpelthen sammenbrud, men derefter genforbinde i deres oprindelige form. Som et resultat blev der opnået et fleksibelt materiale, hvilke forskere sammenlignet med venstre i køleskabets iris.

Til denne elastiske polymer tilføjede forskere nikkelmikropartikler, hvilket øgede materialets mekaniske styrke. Derudover har disse partikler øget dets elektriske ledningsevne: strømmen kan let transporteres fra en mikropartikel til en anden.

Resultatet opfyldte alle forventninger. "Det meste af plastik er gode isolatorer, og vi har en fremragende leder," konkluderede Zheng Bao.

Så testede forskerne materialets evne til at genvinde. De halveret et lille stykke materiale med en kniv. Ved at trykke let på de to formede dele til hinanden fandt forskerne, at materialet genvandt sin oprindelige styrke og elektrisk ledningsevne med 75%. En halv time senere genoprettede materialet sine oprindelige egenskaber.

"Selv menneskeskind tager et par dage at helbrede, så jeg tror, vi har opnået et meget godt resultat," sagde Bao Benjamins kollega Chi Kion Tee.

Nyt materiale bestod succesfuldt næste test - 50 cyklusser af incision-recovery.

Forskerne kommer ikke til at dvæle på dette. I fremtiden ønsker de at opnå en mere effektiv anvendelse af nikkelpartikler i materialet, da de ikke blot gør det stærkt og forbedrer elektrisk ledningsevne, men reducerer også evnen til selvreparation. Brugen af mindre metalpartikler kan gøre materialet endnu mere effektivt.

Ved at måle følsomheden af materialet fandt forskerne, at det er i stand til at opdage og reagere på tryk med styrken af håndtrykket. Fordi Bao og hans team er sikre på, at deres opfindelse kan anvendes i proteser. Desuden vil de gøre deres materiale så tyndt og transparent som muligt, så det kan bruges til at dække elektroniske enheder og deres skærme.

[1], [2], [3]