新發明的自適應材料可以自我修復並從極端壓縮中恢復,它是組織工程的潛在有用工具,或者可以創建輕質,防護缺陷的結構組件。
該材料稱為自適應複合材料或SAC - 出生於德克薩斯州萊斯大學,並在期刊上介紹ACS 應用材料和界面美國化學學會 - 結合了自我修復和可逆的自動化組件。
囊由形成實心基質的粘性和微米尺度橡膠球組成。它是通過兩種聚合物的組合和加熱時蒸發蒸發而產生的 - 一種產生多孔粘粒球的混合物。
即使反复破裂並在壓縮後恢復其初始形式,矩陣也很快就會癒合,就像通常的海綿一樣。
自我修復材料更高
如今,其他自我修復材料將液體封閉在固體殼中,這些液體在破裂時會洩漏其癒合特性。水稻研究人員因此集中在一個關鍵方面:更大的靈活性。
“我們想要一種可以改變自身或內部結構的仿生材料,以適應外部刺激,並認為引入更多液體將是一種方式,”解釋了博士後研究員和聯合學生校長佩迪(Pei Dong)在新聞稿中也強調了他們的目標,即保持液體保持穩定而不是流動。
在SAC中,這是其工作原理:微小的聚乙烯氟化物(PVDF)球體包圍了許多液體,而整個表面則被粘性聚二甲基矽氧烷(PDMS)進一步覆蓋。
萊斯大學材料科學家Jun Lou指出,鑑於它們的細殼很容易變形,因此球體具有很高的彈性。他們的液體含量也提高了吸收菌株並恢復原始形式的能力。
塗層保持球體的完整質量,在壓縮過程中,它們也可以在不分解的情況下彼此自由滑行。
Lou吹捧的樣品沒有揭示出充滿液體的事實。他說:“這並不是真正的毛茸茸的;這更像是一個可以壓縮很多的糖立方體。”他強調了SAC恢復的能力。
與眾不同凝膠Lou補充說,囊有很多液體和柔軟的液體,具有機械能力,導致“極端凝膠”,其中液體階段只有大約一半左右。
創建SAC的過程也可以修改為更固體或更多液體,從而調整產品的機械質量。
研究人員目前正在創建150毫升燒杯中僅受其容器限制的材料,但可以將生產縮放為更多的工業用途。
組織工程的承諾
自適應材料有望成為蓬勃發展的組織工程領域的有用補充,旨在地址組織和器官衰竭,這是美國的主要健康問題。
治療選擇包括手術修復,移植,機械設備,人工假體,有時甚至是藥物治療 - 所有這些都可能無法修復或恢復主要的組織或器官損害。希望在此處使用組織工程作為替代或互補修復,從而植入功能齊全的天然或合成組織和器官模仿。
這項科學努力 - 到目前為止,在組織工程的骨,血管,肌肉,肝臟和神經管道中都涉及工程組織類型以及使用生物材料進行遞送。
研究人員在《雜誌》上發表的一項研究中寫道:“由於醫療和市場潛力,對這項技術具有重要的學術和公司興趣。”自然生物技術。