bg.llcitycouncil.org
Промишленост

Изследователите от MIT разработват здрав хидрогелен хибрид, който никога не изсъхва

Изследователите от MIT разработват здрав хидрогелен хибрид, който никога не изсъхва


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


Всеки, който има контактни лещи, разбира разочарованията от необходимостта да сменя лещите всеки ден или да ги потапя в течност, за да не изсъхнат. Материалът, от който са направени, е хидрогел и те са известни с това, че изсъхват в хрупкава каша, ако не са постоянно хидратирани. Миналото лято инженери от MIT обаче откриха начин да предотвратят хидрогеловете да дехидратират. Техниката ще позволи много по-дълготрайни контактни лещи, напредък в гъвкавата биоелектроника и потенциално може да се превърне в жизнеспособен компонент на изкуствената кожа.

Традиционните хидрогелове лесно се изпаряват, когато влязат в контакт с въздуха. Но, чрез свързване на еластични полимери (като каучук и силикон, и двата са еластични като хидрогелове), външният слой на гела става непроницаем за вода. Покриването на хидрогеловете с тънък слой еластомер създава бариера, която предотвратява изпаряването на водата, като по този начин я поддържа влажна, гъвкава и здрава.

Водещият инженер на проекта Xuanhe Zhao, доцентът по кариерно развитие на Robert N. Noyce в катедрата по машиностроене на MIT, казва, че идеята за наслоения материал е вдъхновена от човешката кожа. Подобно на хибридния полимер, кожата е изградена от множество слоеве; външния епидермис, който е свързан с подлежащия слой на дермата. Основните функции на епидермиса са да действа като щит, за да предотврати навлизането на чужд материал в тялото и да предпази мускулите и органите на тялото от изсушаване.

[Редактирано:Източник на изображението:MIT / Мелани Гоник]

Приложения в реалния свят

Хидрогел-еластомерният хибрид е изненадващо подобрение на кожата. Връзката между еластичния полимер и хидрогела е в пъти по-силна отколкото връзката между епидермиса и дермата. По-нататъшни подобрения се правят чрез въвеждане на малки канали в хибридния материал, които да действат като изкуствени кръвоносни съдове. Други варианти на материала съдържат вградени сложни йонни вериги, които могат да имитират нервни мрежи.

За да тестват материала, изследователите са подложили еластомера на UV светлина. Дори след 48 часа в суха лабораторна среда, масата на материала остава почти идентична, потвърждавайки, че хидрогелът задържа по-голямата част от влагата. По-нататъшни тестове изследваха колко сила е необходима за отделяне на еластомера от хидрогела. Беше установено, че за разделяне на двете е необходима сила над 1000 джаула на квадратен метър, което е значително по-висока от силата, необходима за отделяне на епидермиса на кожата от дермата.

„Това е по-твърдо дори от кожата“, казва Джао. „Можем също така да разтегнем материала до седем пъти по-голяма от първоначалната му дължина и връзката все още остава.“ Той продължава: „Надяваме се, че тази работа ще проправи пътя към синтетичната кожа или дори до роботите с много мека, гъвкава кожа с биологична функция.“

Допълнителни приложения дори биха могли да го видят като „интелигентна“ превръзка. Вградените електронни сензори могат да наблюдават нивата на кислород, кръвното налягане и друга жизненоважна информация - всичко това, като същевременно могат да се съобразят с непрекъснато движещо се тяло.

Демонстрация на конвекция на химикали през каналите на кожата[Източник на изображението:MIT]

Каналите действат като проста мрежа от кръвоносни съдове, способни да транспортират и разпределят течности през материала. Изследователите вярват, че хибридно-еластомерният материал може да се използва като разтеглива микрофлуидна превръзка, способна да доставя лекарства през кожата.

„Показахме, че можем да използваме това като разтеглива микрофлуидна верига“, казва Юк. „В човешкото тяло нещата се движат, огъват и деформират. Тук може би можем да правим микрофлуидици и да видим как [устройството] се държи в движеща се част от тялото. “

Върви напред

Групата изследователи се надява да разработи материала, за да бъде полезен в по-широк спектър от приложения, включително като носимо електронно устройство и като превръзка за доставка на лекарства при поискване. По-нататъшни изследвания се провеждат, за да се тества жизнеспособността на създаването на несъхнещи, вградени в схемата контактни лещи, което поражда възможността за много по-трайни лещи.

„В крайна сметка се опитваме да разширим аргумента за използването на хидрогелове като усъвършенстван инженерен набор от инструменти“, казва Джао.

ВИЖТЕ СЪЩО: Изследователите от MIT създадоха най-силния материал в света

Написано от Maverick Baker


Гледай видеото: Да живее целомъдрието: тестваме новата Toyota Prius


Коментари:

  1. Rock

    Отлично изречение

  2. Alister

    Какъв интересен въпрос

  3. Eginhardt

    Има нещо в това. Благодарим ви за помощта с този проблем. не го знаех.

  4. Aralar

    Отлитам

  5. Aziz

    Какви правилни думи... супер, брилянтна фраза



Напишете съобщение