Cercetătorii au creat un gel care se poate vindeca precum pielea umană

Deși pielea umană are caracteristici asemănătoare gelului, aceasta are calități unice care sunt foarte greu de reprodus. Aceasta combină rigiditatea ridicată cu flexibilitatea și are capacități remarcabile de autovindecare, vindecându-se adesea complet în termen de 24 de ore de la rănire.

Până în prezent, gelurile artificiale au reușit fie să reproducă această rigiditate ridicată, fie proprietățile de autovindecare ale pielii naturale, dar nu ambele.

• Cum și-a salvat Pământul apa de la distrugere totală în urmă cu 4,6 miliarde de ani
• Sonda MAVEN se rotește neputincioasă după ce s-a pierdut contactul

Acum, o echipă de cercetători de la Universitatea Aalto și Universitatea din Bayreuth sunt primii care au dezvoltat un hidrogel cu o structură unică care depășește limitările anterioare, deschizând ușa unor aplicații precum administrarea de medicamente, vindecarea rănilor, senzori robotici moi și piele artificială.

În cadrul studiului revoluționar, cercetătorii au adăugat porțiuni de argilă specifice excepțional de mari și ultra-subțiri hidrogelurilor, care sunt de obicei moi.

Rezultatul este o structură foarte ordonată, cu polimeri dens încâlciți între nanofișe, care nu numai că îmbunătățește proprietățile mecanice ale hidrogelului, dar permite, de asemenea, materialului să se vindece.

Cercetarea a fost publicată în revista Nature Materials.

Calități unice care sunt foarte greu de reprodus

Secretul acestui material constă nu numai în aranjamentul organizat al nanofișelor, ci și în polimerii care sunt încâlciți – și într-un proces la fel de simplu ca și coacerea, scrie EurekAlert.

Cercetătorul postdoctoral Chen Liang a amestecat o pulbere de monomeri cu apă care conține nanofișe.

Amestecul a fost apoi plasat sub o lampă UV – similară cu cea utilizată pentru a fixa oja gel. „Radiația UV de la lampă determină moleculele individuale să se lege între ele, astfel încât totul devine un solid elastic – un gel„, explică Liang.

„Împletirea înseamnă că straturile subțiri de polimeri încep să se răsucească unele în jurul altora ca niște fire mici de lână, dar într-o ordine aleatorie”, adaugă Hang Zhang, de la Universitatea Aalto.

Acest lucru ar putea revoluționa dezvoltarea de noi materiale

„Atunci când polimerii sunt complet încâlciți, nu se mai pot distinge unul de celălalt. Ei sunt foarte dinamici și mobili la nivel molecular, iar atunci când îi tai, încep să se împletească din nou”.

La patru ore după ce a fost tăiat cu un cuțit, materialul este deja vindecat în proporție de 80-90%. După 24 de ore, este de obicei complet reparat. În plus, un hidrogel cu grosimea de un milimetru conține 10 000 de straturi de nanofișe, ceea ce face materialul la fel de rigid ca pielea umană și îi conferă un grad comparabil de întindere și flexibilitate.

„Hidrogelurile rigide, puternice și autovindecabile au reprezentat mult timp o provocare. Noi am descoperit un mecanism de întărire a hidrogelurilor convențional moi. Acest lucru ar putea revoluționa dezvoltarea de noi materiale cu proprietăți bioinspirate”, spune Zhang.

Vă recomandăm să mai citiți și:

ADN-ul antic arată ce culoare avea pielea europenilor până în vremea romanilor

Pielea umană poate „gusta” lucruri, iar oamenii de știință tocmai și-au dat seama de ce

Cancerul de piele, „mascat” de unele boli dermatologice comune

Ce culoare aveau părul, pielea și ochii neanderthalienilor?