新发明的自适应材料可以自我修复并从极端压缩中恢复,它是组织工程的潜在有用工具,或者可以创建轻质,防护缺陷的结构组件。
该材料称为自适应复合材料或SAC - 出生于德克萨斯州莱斯大学,并在期刊上介绍ACS 应用材料和界面美国化学学会 - 结合了自我修复和可逆的自动化组件。
囊由形成实心基质的粘性和微米尺度橡胶球组成。它是通过两种聚合物的组合和加热时蒸发蒸发而产生的 - 一种产生多孔粘粒球的混合物。
即使反复破裂并在压缩后恢复其初始形式,矩阵也很快就会愈合,就像通常的海绵一样。
自我修复材料更高
如今,其他自我修复材料将液体封闭在固体壳中,这些液体在破裂时会泄漏其愈合特性。水稻研究人员因此集中在一个关键方面:更大的灵活性。
“我们想要一种可以改变自身或内部结构的仿生材料,以适应外部刺激,并认为引入更多液体将是一种方式,”解释了博士后研究员和联合学生校长佩迪(Pei Dong)在新闻稿中也强调了他们的目标,即保持液体保持稳定而不是流动。
在SAC中,这是其工作原理:微小的聚乙烯氟化物(PVDF)球体包围了许多液体,而整个表面则被粘性聚二甲基硅氧烷(PDMS)进一步覆盖。
莱斯大学材料科学家Jun Lou指出,鉴于它们的细壳很容易变形,因此球体具有很高的弹性。他们的液体含量也提高了吸收菌株并恢复原始形式的能力。
涂层保持球体的完整质量,在压缩过程中,它们也可以在不分解的情况下彼此自由滑行。
Lou吹捧的样品没有揭示出充满液体的事实。他说:“这并不是真正的毛茸茸的;这更像是一个可以压缩很多的糖立方体。”他强调了SAC恢复的能力。
与众不同凝胶Lou补充说,囊有很多液体和柔软的液体,具有机械能力,导致“极端凝胶”,其中液体阶段只有大约一半左右。
创建SAC的过程也可以修改为更固体或更多液体,从而调整产品的机械质量。
研究人员目前正在创建150毫升烧杯中仅受其容器限制的材料,但可以将生产缩放为更多的工业用途。
组织工程的承诺
自适应材料有望成为蓬勃发展的组织工程领域的有用补充,旨在地址组织和器官衰竭,这是美国的主要健康问题。
治疗选择包括手术修复,移植,机械设备,人工假体,有时甚至是药物治疗 - 所有这些都可能无法修复或恢复主要的组织或器官损害。希望在此处使用组织工程作为替代或互补修复,从而植入功能齐全的天然或合成组织和器官模仿。
这项科学努力 - 到目前为止,在组织工程的骨,血管,肌肉,肝脏和神经管道中都涉及工程组织类型以及使用生物材料进行递送。
研究人员在《杂志》上发表的一项研究中写道:“由于医疗和市场潜力,对这项技术具有重要的学术和公司兴趣。”自然生物技术。