Kif jaf kull min qatt iddritta xagħru, l-ilma huwa l-għadu.Ix-xagħar iddrittat bir-reqqa bis-sħana se jerġa 'lura fil-curls fil-minuta li jmiss l-ilma.Għaliex?Għax ix-xagħar għandu memorja tal-forma.Il-proprjetajiet materjali tiegħu jippermettulha tibdel il-forma bi tweġiba għal ċerti stimuli u terġa 'lura għall-forma oriġinali tagħha bi tweġiba għal oħrajn.
X'jiġri jekk materjali oħra, speċjalment tessuti, kellhom dan it-tip ta 'memorja tal-forma?Immaġina t-shirt b'ventijiet li jkessħu li jinfetħu meta espost għall-umdità u jingħalqu meta niexef, jew ħwejjeġ ta 'daqs wieħed għal kulħadd li jiġġebbed jew jiċkien għall-kejl ta' persuna.
Issa, riċerkaturi fl-Iskola ta 'l-Inġinerija u x-Xjenzi Applikati (SEAS) ta' Harvard John A. Paulson żviluppaw materjal bijokompatibbli li jista 'jiġi stampat 3D fi kwalunkwe forma u pprogrammat minn qabel b'memorja ta' forma riversibbli.Il-materjal huwa magħmul bl-użu tal-keratina, proteina fibruża li tinsab fix-xagħar, dwiefer u qxur.Ir-riċerkaturi estratt il-keratina mis-suf Agora li kien baqa' użat fil-manifattura tat-tessuti.
Ir-riċerka tista 'tgħin l-isforz usa' biex jitnaqqas l-iskart fl-industrija tal-moda, waħda mill-akbar iniġġes fuq il-pjaneta.Diġà, disinjaturi bħal Stella McCarthy qed jerġgħu jimmaġinaw kif l-industrija tuża materjali, inkluż is-suf.
"B'dan il-proġett, urejna li mhux biss nistgħu nirriċiklaw is-suf iżda nistgħu nibnu affarijiet mis-suf riċiklat li qatt ma ġew immaġinati qabel," qal Kit Parker, il-Professur tal-Familja Tarr tal-Bijoinġinerija u l-Fiżika Applikata f'SEAS u anzjan. awtur tal-karta.“L-implikazzjonijiet għas-sostenibbiltà tar-riżorsi naturali huma ċari.Bil-proteina tal-keratina riċiklata, nistgħu nagħmlu daqstant, jew aktar, minn dak li sar bil-qlugħ tal-annimali sal-lum u, billi nagħmlu hekk, innaqqsu l-impatt ambjentali tal-industrija tat-tessuti u tal-moda.”
Ir-riċerka hija ppubblikata f'Nature Materials.
Iċ-ċavetta għall-abbiltajiet tal-keratin li jinbidlu l-forma hija l-istruttura ġerarkika tagħha, qal Luca Cera, sħabi postdottorat f'SEAS u l-ewwel awtur tad-dokument.
Katina waħda ta 'keratin hija rranġata fi struttura bħal molla magħrufa bħala alpha-helix.Tnejn minn dawn il-ktajjen jgħawġu flimkien biex jiffurmaw struttura magħrufa bħala coiled coil.Ħafna minn dawn il-coils coiled huma mmuntati fi protofilamenti u eventwalment fibri kbar.
"L-organizzazzjoni tal-helix alfa u r-rabtiet kimiċi konnettivi jagħtu lill-materjal kemm is-saħħa kif ukoll il-memorja tal-forma," qalet Cera.
Meta fibra tiġi mġebbda jew esposta għal stimolu partikolari, l-istrutturi li jixbħu rebbiegħa jinqalgħu, u l-bonds jallinjaw mill-ġdid biex jiffurmaw beta-sheets stabbli.Il-fibra tibqa' f'dik il-pożizzjoni sakemm tiġi attivata biex terġa' lura fil-forma oriġinali tagħha.
Biex juru dan il-proċess, ir-riċerkaturi stampaw 3D folji tal-keratin f'varjetà ta 'forom.Huma pprogrammaw il-forma permanenti tal-materjal - il-forma li dejjem se terġa 'lura għaliha meta attivata - bl-użu ta' soluzzjoni ta 'perossidu tal-idroġenu u fosfat monosodju.
Ladarba l-memorja ġiet issettjata, il-folja setgħet tiġi pprogrammata mill-ġdid u ffurmata f'forom ġodda.
Pereżempju, folja waħda tal-keratin kienet mitwija fi stilla origami kumplessa bħala l-forma permanenti tagħha.Ladarba l-memorja ġiet issettjata, ir-riċerkaturi ħarġu l-istilla fl-ilma, fejn infetħet u saret malleabbli.Minn hemm, irrumblaw il-folja f'tubu issikkat.Ladarba niexef, il-folja kienet imsakkra bħala tubu kompletament stabbli u funzjonali.Biex ireġġgħu lura l-proċess, reġgħu poġġew it-tubu fl-ilma, fejn infetaħ u mitwi lura fi stilla origami.
"Dan il-proċess f'żewġ stadji ta 'l-istampar 3D tal-materjal u mbagħad l-issettjar tal-forom permanenti tiegħu jippermetti l-fabbrikazzjoni ta' forom verament kumplessi b'karatteristiċi strutturali sal-livell tal-mikron," qalet Cera."Dan jagħmel il-materjal adattat għal firxa vasta ta 'applikazzjonijiet mit-tessuti għall-inġinerija tat-tessuti."
"Sew jekk qed tuża fibri bħal dawn biex tagħmel reċipjenti li d-daqs u l-għamla ta 'kikkra tagħhom jistgħu jiġu personalizzati kuljum, jew qed tipprova tagħmel tessuti attwanti għal terapewtika medika, il-possibbiltajiet tax-xogħol ta' Luca huma wesgħin u eċċitanti," qal Parker."Qed inkomplu nimmaġinaw mill-ġdid it-tessuti billi nużaw molekuli bijoloġiċi bħala sottostrati tal-inġinerija bħal qatt ma ntużaw qabel."
Ħin tal-post: 21-Settembru 2020