Un studiu oferă noi indicii despre structura pielii umane. Cât de rezistentă este?

O nouă cercetare, realizată de laboratorul profesorului Guy Germancu, de la Universitatea Binghamton, oferă noi informații cu privire la structura pielii umane și la cantitatea de daune pe care o poate suporta.

Lucrarea a fost publicată în revista Soft Matter. German este co-autor al studiului, împreună cu doi foști studenți din laboratorul său, Christopher Maiorana și Rajeshwari Jotawar.

• Unul dintre cele mai strălucitoare obiecte de pe cer este un satelit lansat în 2022
• O tehnologie revoluționară a câștigat Premiul Nobel pentru Chimie 2023

Echipa a creat membrane din polidimetilsiloxan (PDMS), un material inert și netoxic utilizat în cercetarea biomedicală. Aceștia au imitat structura pielii mamiferelor prin acoperirea unui strat moale și flexibil cu un strat exterior mai subțire și mai rigid.

„Pielea artificială” a fost supusă unei serii de teste pentru a vedea cât de mult stres ar putea suporta pentru a se rupe.

Cercetătorii au făcut o descoperire interesantă

Sub presiunea unei tije ascuțite sau contondente, probele s-au îndoit pentru a forma adâncituri uriașe înainte de a se rupe. Cercetătorii au făcut, de asemenea, o descoperire interesantă.

„Există o anumită formațiune structurală care este optimă”, a declarat German.

„Am descoperit că, atunci când pielea artificială are aceeași grosime a stratului exterior și a stratului interior, ca și pielea mamiferelor, membranele de cauciuc și-au maximizat atât rezistența la perforare, cât și forma. Credem că pielea mamiferelor a evoluat sau s-a adaptat pentru a oferi cea mai rezistentă opțiune la amenințările mecanice, rămânând în același timp cât mai deformabilă posibil.”

Cele mai multe organisme au un strat exterior mai dur care poate proteja un strat inferior mai maleabil de amenințările din mediul lor.

Pielea, complexă și dificil de înțeles

German și echipa au descoperit, de asemenea, un nou tip de defecțiune, pe care îl numesc „carotaj”. Dacă perforați un material, în mod obișnuit fractura va începe sub vârful penetratorului, potrivit Phys.org.

Dar în cazul materialelor hiperelastice cu două straturi, cum ar fi pielea umană și aceste membrane de piele artificială, fracturarea are loc departe de vârful penetratorului la adâncimi mari. În acest caz, ruptura are loc acolo unde membrana este cel mai mult întinsă, pe laturile adânciturii, lăsând un miez cilindric în membrană. Ei nu cred că acest fenomen a mai fost observat anterior.

German subliniază că o mai bună înțelegere a structurii pielii – și a pielii artificiale – va ajuta la o serie de tehnologii diferite, de la electronice flexibile și dispozitive medicale, la ambalaje, veste antiglonț și tratamente pentru victimele arsurilor.

„Oamenii de știință și inginerii sunt atrași să studieze pielea, deoarece este dificil de înțeles”, a spus el. „Pielea este eterogenă și foarte complexă din punct de vedere structural”.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Echipament unic în România. Aparatul care descoperă cancerul de piele

„Pielea din ciuperci”, o alternativă sustenabilă care ar putea salva planeta

O armură din piele găsită în China, de origine neo-asiriană, îi uimește pe istorici

Cercetătorii au creat pielea artificială care se învinețește atunci când este lovită. Cum ar putea fi folosită?