Харвардският университет разработва нови биосъвместими материали, които могат да бъдат отпечатани 3D във всякаква форма

Знаем, че дори косата, която е била внимателно изправена при висока температура, ще се извие при излагане на вода. Това е така, защото паметта на формата на косата, тоест материалните свойства на косата, й позволява да променя формата си под определени стимули и да се връща към нея под други стимули. Оригиналната форма.

Вдъхновени от това, изследователите насочват своите изследователски обекти към други материали, като текстил. Обещаваща идея за паметта на формата на текстила е: тениска, която се отваря във влажна среда и се затваря, когато е суха. Може да се разтегне до размера на човек. Това също означава, че ще бъде рокля, която подхожда на всички.

Сега изследователите от Харвардския университет са разработили биосъвместим материал, който може да бъде 3D отпечатан във всякаква форма и предварително програмиран чрез обратима памет за форми.

Този материал е направен от кератин, вид фибрин, намиращ се в косата, ноктите и черупките. От гледна точка на молекулярната структура, единичните нишки на кератина са подредени в пролетна структура, наречена алфа спирала. Структурата на алфа спиралата и химичните връзки придават на този материал здравина и памет.

В допълнение, двете нишки на кератина са усукани заедно, за да образуват структура, наречена спирална намотка. Много от тези кримпвани бримки се сглобяват в сурови нишки, които в крайна сметка образуват големи влакна. Когато даден лист от влакна се разтегне или пренареди, влакната се разтягат в стабилна структура. Влакното остава в това положение, докато не се задейства да се върне обратно към първоначалната си форма.

За да докажат този процес, изследователите отпечатали 3D кератинови листове с различни форми. Те използваха разтвори на водороден пероксид и мононатриев фосфат, за да програмират постоянната форма на материала - той винаги се връща към първоначалната си форма, когато се задейства. Освен това, след като паметта на формата на кератина бъде зададена, тя може да бъде препрограмирана и оформена в нова форма.

Например, кератинов лист е сгънат в сложна оригами звезда като своя постоянна форма. След като паметта бъде установена, изследователите потапят звездата във вода и тя ще стане пластмасова, когато се разгърне във водата.

Изследователите са предвидили някои интересни приложения за този нов деформируем материал. Те вярват, че материалът може да се използва за направата на сутиени с адаптивни форми и размери на чаши, тениски със свободен размер или дрехи с отвори, които могат да се отварят според влагата. По този начин изследователите се надяват, че това ще помогне за решаването на проблема с отпадъците в модната индустрия.