Bahan penderiaan penyembuhan diri telah dicipta

Bahan baru boleh digunakan dalam prostetik, serta dalam penciptaan peranti elektronik.

Para saintis telah mencuba selama bertahun-tahun untuk mencipta bahan yang akan meniru kulit manusia, mempunyai ciri yang sama dan melakukan fungsi yang serupa. Kualiti utama kulit yang cuba dicipta semula oleh saintis adalah kepekaan dan keupayaan untuk sembuh. Terima kasih kepada sifat-sifat ini, kulit manusia menghantar isyarat kepada otak tentang suhu dan tekanan dan berfungsi sebagai penghalang pelindung terhadap perengsa alam sekitar.

Melalui kerja yang teliti, pasukan profesor kejuruteraan kimia Universiti Stanford Zhenan Bao telah berjaya buat kali pertama dalam mencipta bahan yang menggabungkan kedua-dua kualiti ini.

Sepanjang sepuluh tahun yang lalu, banyak contoh "kulit tiruan" telah dicipta, tetapi yang paling maju pun mempunyai kelemahan yang sangat serius. Sesetengah daripada mereka memerlukan suhu tinggi untuk "sembuh", yang menjadikannya mustahil untuk digunakan dalam keadaan rumah seharian. Lain-lain dipulihkan pada suhu bilik, tetapi semasa pemulihan struktur mekanikal atau kimia mereka berubah, yang menjadikannya, sebenarnya, boleh guna. Tetapi yang paling penting, tiada satu pun daripada bahan ini adalah pengalir elektrik yang baik.

Zhenan Bao dan rakan-rakannya telah membuat langkah besar ke hadapan ke arah ini dan telah menggabungkan sifat penyembuhan diri polimer plastik dan kekonduksian elektrik logam dalam satu bahan untuk kali pertama.

Para saintis bermula dengan plastik yang terdiri daripada rantai panjang molekul yang disambungkan oleh ikatan hidrogen. Ini adalah sambungan yang agak lemah antara kawasan bercas positif satu atom dan kawasan bercas negatif seterusnya. Struktur ini membenarkan bahan untuk menyembuhkan diri dengan berkesan selepas pengaruh luar. Molekul-molekul terurai dengan mudah, tetapi kemudian menyambung semula dalam bentuk asalnya. Hasilnya adalah bahan fleksibel yang dibandingkan dengan toffee yang ditinggalkan oleh saintis di dalam peti sejuk.

Para saintis menambah mikropartikel nikel pada polimer elastik ini, yang meningkatkan kekuatan mekanikal bahan. Di samping itu, zarah-zarah ini meningkatkan kekonduksian elektriknya: arus mudah dibawa dari satu mikrozarah ke yang lain.

Hasilnya memenuhi semua jangkaan. "Kebanyakan plastik adalah penebat yang baik, tetapi kami mendapat konduktor yang sangat baik," Zhenan Bao merumuskan.

Para saintis kemudian menguji keupayaan bahan untuk pulih. Mereka memotong sekeping kecil bahan itu separuh dengan pisau. Dengan sedikit menekan kedua-dua bahagian yang terhasil bersama-sama, para penyelidik mendapati bahawa bahan itu telah memperoleh semula 75% kekuatan asalnya dan kekonduksian elektrik. Setengah jam kemudian, bahan itu telah mendapat semula sifat asalnya sepenuhnya.

"Malah kulit manusia mengambil masa beberapa hari untuk sembuh. Jadi saya rasa kami telah mencapai hasil yang cukup baik," kata rakan sekerja Bao Benjamin Chi Kion Tee.

Bahan baharu juga berjaya melepasi ujian seterusnya - 50 kitaran pemulihan potong.

Para penyelidik tidak akan berhenti di situ. Pada masa hadapan, mereka mahu menggunakan zarah nikel dalam bahan dengan lebih baik, kerana mereka bukan sahaja menjadikannya lebih kuat dan meningkatkan kekonduksian elektriknya, tetapi juga mengurangkan keupayaannya untuk menyembuhkan diri. Menggunakan zarah logam yang lebih kecil boleh menjadikan bahan itu lebih berkesan.

Dengan mengukur sensitiviti bahan, saintis mendapati ia boleh mengesan dan bertindak balas terhadap tekanan dengan kekuatan jabat tangan. Itulah sebabnya Bao dan pasukannya yakin bahawa ciptaan mereka boleh digunakan dalam anggota prostetik. Di samping itu, mereka merancang untuk membuat bahan mereka nipis dan telus yang mungkin supaya ia boleh digunakan untuk melapisi peranti elektronik dan skrin mereka.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]