Uued väljaanded
Loodud on iseparanev sensormaterjal
Viimati vaadatud: 01.07.2025

Kõik iLive'i sisu vaadatakse meditsiiniliselt läbi või seda kontrollitakse, et tagada võimalikult suur faktiline täpsus.
Meil on ranged allhanke juhised ja link ainult mainekate meediakanalite, akadeemiliste teadusasutuste ja võimaluse korral meditsiiniliselt vastastikuste eksperthinnangutega. Pange tähele, et sulgudes ([1], [2] jne) olevad numbrid on nende uuringute linkideks.
Kui tunnete, et mõni meie sisu on ebatäpne, aegunud või muul viisil küsitav, valige see ja vajutage Ctrl + Enter.

Uut materjali saab kasutada nii proteesimisel kui ka elektroonikaseadmete loomisel.
Teadlased on aastaid püüdnud luua materjali, mis imiteeriks inimese nahka, omaks samu omadusi ja täidaks sarnaseid funktsioone. Naha peamised omadused, mida teadlased püüavad taastada, on tundlikkus ja võime paraneda. Tänu nendele omadustele saadab inimese nahk ajule signaale temperatuuri ja rõhu kohta ning toimib kaitsebarjäärina keskkonnaärritajate eest.
Stanfordi ülikooli keemiatehnika professori Zhenan Bao meeskonnal on vaevarikka töö tulemusel esmakordselt õnnestunud luua materjal, mis ühendab need kaks omadust.
Viimase kümne aasta jooksul on loodud palju "kunstnaha" näiteid, kuid isegi kõige arenenumal neist on olnud väga tõsiseid puudusi. Mõned neist vajavad "paranemiseks" kõrgeid temperatuure, mistõttu neid ei ole võimalik igapäevastes kodutingimustes kasutada. Teised taastatakse toatemperatuuril, kuid taastamise käigus muutub nende mehaaniline või keemiline struktuur, mis muudab need sisuliselt ühekordselt kasutatavaks. Kõige tähtsam on aga see, et ükski neist materjalidest ei olnud hea elektrijuht.
Zhenan Bao ja tema kolleegid on selles suunas teinud suure sammu edasi ning on esmakordselt ühendanud ühes materjalis plastpolümeeri isetervenevad omadused ja metalli elektrijuhtivuse.
Teadlased alustasid plastist, mis koosnes pikkadest vesiniksidemetega ühendatud molekulide ahelatest. See on üsna nõrk ühendus ühe aatomi positiivselt laetud piirkonna ja järgmise aatomi negatiivselt laetud piirkonna vahel. See struktuur võimaldas materjalil pärast välismõjusid tõhusalt iseterveneda. Molekulid lagunevad üsna kergesti, kuid seejärel taasühenduvad oma algsel kujul. Tulemuseks oli painduv materjal, mida teadlased võrdlesid külmkappi jäetud iirisekompvekiga.
Teadlased lisasid sellele elastsele polümeerile nikli mikroosakesi, mis suurendasid materjali mehaanilist tugevust. Lisaks suurendasid need osakesed selle elektrijuhtivust: vool juhitakse kergesti ühelt mikroosakeselt teisele.
Tulemus vastas kõigile ootustele. „Enamik plaste on head isolaatorid, aga meie saime suurepärase juhi,“ võttis Zhenan Bao kokku.
Seejärel testisid teadlased materjali taastumisvõimet. Nad lõikasid noaga väikese tüki materjalist pooleks. Kahte saadud osa kergelt kokku surudes leidsid teadlased, et materjal oli taastanud 75% oma algsest tugevusest ja elektrijuhtivusest. Pool tundi hiljem oli materjal oma algsed omadused täielikult taastanud.
„Isegi inimese nahal kulub paranemiseks paar päeva. Seega arvan, et oleme saavutanud päris hea tulemuse,“ ütles Bao kolleeg Benjamin Chi Kion Tee.
Uus materjal läbis edukalt ka järgmise testi – 50 lõiketsüklit.
Teadlased ei kavatse sellega peatuda. Tulevikus tahavad nad materjalis sisalduvaid nikliosakesi paremini ära kasutada, kuna need mitte ainult ei muuda seda tugevamaks ja paranda elektrijuhtivust, vaid vähendavad ka isetervenemisvõimet. Väiksemate metallosakeste kasutamine võiks muuta materjali veelgi efektiivsemaks.
Materjali tundlikkust mõõtes leidsid teadlased, et see suudab tuvastada ja reageerida survele käepigistuse jõuga. Seetõttu on Bao ja tema meeskond kindlad, et nende leiutist saab kasutada proteesides. Lisaks plaanivad nad oma materjali muuta võimalikult õhukeseks ja läbipaistvaks, et seda saaks kasutada elektroonikaseadmete ja nende ekraanide katmiseks.