Людська шкіра має унікальні властивості, які важко відтворити — вона поєднує в собі міцність і гнучкість, а також має здатність самовідновлюватися протягом 24 годин після травми. Штучно синтезовані гелі могли досягти лише одного з цих властивостей, але це було до відкриття вчених фінського Університету Аалто та німецького Університету Байройта.
Людська шкіра має унікальні властивості, які важко відтворити — вона поєднує в собі міцність і гнучкість, а також має здатність самовідновлюватися протягом 24 годин після травми. Штучно синтезовані гелі могли досягти лише одного з цих властивостей, але це було до відкриття вчених фінського Університету Аалто та німецького Університету Байройта.
Щоб досягти властивостей людської шкіри у твердому гідрогелі, дослідники використовували надтонкі глиняні нанопластини. Ці листи створили щільну переплетену мережу полімерів, яка зміцнила гідрогелі та не дала їм бути занадто м’якими. Вони також підвищили здатність гелю до самовідновлення, пише Interesting Engineering.
Вчені змішали порошок мономерів з водою, яка містить нанопластини. Потім суміш помістили під УФ-лампу. Ультрафіолетове випромінювання лампи змушує окремі молекули зв’язуватися між собою так, що все перетворюється на еластичну тверду речовину — гель.
Інновація, про яку йдеться, значною мірою покладається на подальшу взаємодію полімерів. «Переплетення означає, що тонкі полімерні шари починають скручуватися один навколо одного, як крихітні вовняні нитки, але у випадковому порядку, — додає Ханг Чжан з Університету Аалто. «Коли полімери повністю переплетені, їх неможливо відрізнити один від одного. Вони дуже динамічні та рухливі на молекулярному рівні, і коли ви їх розрізаєте, вони знову починають переплітатися».
Процес загоєння відбувається феноменально швидко. Гідрогель відновлюється на 80-90% протягом перших чотирьох годин після розрізання і повністю відновлюється через двадцять чотири години. Гідрогель має близько 10 000 шарів нанолистів у зразку товщиною один міліметр, що дозволяє йому досягти жорсткості, подібної до людської шкіри, одночасно дозволяючи їй розтягуватися.
Ця інновація відкриває вікно до нових можливостей у сфері загоєння ран, м’якої робототехніки, штучної шкіри тощо.
