هیدروژل خودترمیم‌شونده با ساختاری شبیه پوست انسان
پژوهشگران از دانشگاه آلتو و دانشگاه بیرویت موفق به توسعه‌ی نوع جدیدی از هیدروژل شده‌اند که هم سختی بالایی دارد و هم قابلیت خودترمیمی، ویژگی‌هایی که معمولاً در مواد مصنوعی به‌سختی ترکیب می‌شوند. این دستاورد می‌تواند کاربردهای گسترده‌ای در تحویل دارو، ترمیم زخم، حسگرهای رباتیک نرم و پوست مصنوعی داشته باشد.
محققان در این پژوهش، نانوشیت‌های رسی بسیار نازک و بزرگ را به هیدروژل‌های معمولی که نرم و انعطاف‌پذیر هستند، اضافه کردند. این کار باعث ایجاد ساختاری منظم با پلیمرهای به‌هم‌تنیده میان نانوشیت‌ها شد که نه‌تنها استحکام مکانیکی را افزایش داد، بلکه قابلیت خودترمیمی را نیز در این ماده ایجاد کرد.
فرآیند ترمیم: سازوکاری مشابه بافت‌های زنده
یکی از نکات کلیدی این هیدروژل، نحوه‌ی خودترمیمی آن است که بر پایه‌ی درهم‌تنیدگی پلیمرها عمل می‌کند. در این پژوهش، محققان پودری از مونومرها را با آبی که حاوی نانوشیت‌های رسی بود، مخلوط کردند. سپس، این مخلوط را تحت تابش نور فرابنفش (UV) قرار دادند که باعث شد مولکول‌های منفرد به‌یکدیگر متصل شده و ساختاری الاستیک و ژل‌مانند ایجاد شود.
ویژگی‌های کلیدی این هیدروژل
خودترمیمی سریع: پس از بریدگی، ۸۰ تا ۹۰ درصد بهبود طی ۴ ساعت و ترمیم کامل طی ۲۴ ساعت
شباهت به پوست انسان: استحکام، انعطاف‌پذیری و کشش مشابه با بافت طبیعی
چگالی بالا: در ضخامت ۱ میلی‌متر، بیش از ۱۰ هزار لایه نانوشیت
این تحقیق نشان می‌دهد که چگونه الهام‌گیری از طبیعت می‌تواند به پیشرفت در مواد مصنوعی منجر شود. از جمله کاربردهای آینده می‌توان به ربات‌هایی با پوست مقاوم و خودترمیم‌شونده یا بافت‌های مصنوعی که به‌طور خودکار بازسازی می‌شوند اشاره کرد.
این پژوهش که در مجله‌ی Nature Materials منتشر شده، می‌تواند مسیر جدیدی در توسعه‌ی مواد هوشمند و زیستی باز کند. به گفته‌ی پروفسور اولی ایکالا از دانشگاه آلتو، این کشف بنیادی ممکن است قوانین طراحی مواد را متحول کند و کاربردهای نوآورانه‌ای در علوم پزشکی و مهندسی ارائه دهد.
🚀 @ofoghroydadd
Nature Materials
پژوهشگران از دانشگاه آلتو و دانشگاه بیرویت موفق به توسعه‌ی نوع جدیدی از هیدروژل شده‌اند که هم سختی بالایی دارد و هم قابلیت خودترمیمی، ویژگی‌هایی که معمولاً در مواد مصنوعی به‌سختی ترکیب می‌شوند. این دستاورد می‌تواند کاربردهای گسترده‌ای در تحویل دارو، ترمیم زخم، حسگرهای رباتیک نرم و پوست مصنوعی داشته باشد.
محققان در این پژوهش، نانوشیت‌های رسی بسیار نازک و بزرگ را به هیدروژل‌های معمولی که نرم و انعطاف‌پذیر هستند، اضافه کردند. این کار باعث ایجاد ساختاری منظم با پلیمرهای به‌هم‌تنیده میان نانوشیت‌ها شد که نه‌تنها استحکام مکانیکی را افزایش داد، بلکه قابلیت خودترمیمی را نیز در این ماده ایجاد کرد.
فرآیند ترمیم: سازوکاری مشابه بافت‌های زنده
یکی از نکات کلیدی این هیدروژل، نحوه‌ی خودترمیمی آن است که بر پایه‌ی درهم‌تنیدگی پلیمرها عمل می‌کند. در این پژوهش، محققان پودری از مونومرها را با آبی که حاوی نانوشیت‌های رسی بود، مخلوط کردند. سپس، این مخلوط را تحت تابش نور فرابنفش (UV) قرار دادند که باعث شد مولکول‌های منفرد به‌یکدیگر متصل شده و ساختاری الاستیک و ژل‌مانند ایجاد شود.
ویژگی‌های کلیدی این هیدروژل
خودترمیمی سریع: پس از بریدگی، ۸۰ تا ۹۰ درصد بهبود طی ۴ ساعت و ترمیم کامل طی ۲۴ ساعت
شباهت به پوست انسان: استحکام، انعطاف‌پذیری و کشش مشابه با بافت طبیعی
چگالی بالا: در ضخامت ۱ میلی‌متر، بیش از ۱۰ هزار لایه نانوشیت
این تحقیق نشان می‌دهد که چگونه الهام‌گیری از طبیعت می‌تواند به پیشرفت در مواد مصنوعی منجر شود. از جمله کاربردهای آینده می‌توان به ربات‌هایی با پوست مقاوم و خودترمیم‌شونده یا بافت‌های مصنوعی که به‌طور خودکار بازسازی می‌شوند اشاره کرد.
این پژوهش که در مجله‌ی Nature Materials منتشر شده، می‌تواند مسیر جدیدی در توسعه‌ی مواد هوشمند و زیستی باز کند. به گفته‌ی پروفسور اولی ایکالا از دانشگاه آلتو، این کشف بنیادی ممکن است قوانین طراحی مواد را متحول کند و کاربردهای نوآورانه‌ای در علوم پزشکی و مهندسی ارائه دهد.
🚀 @ofoghroydadd
Nature Materials