Учени от Финландия и Германия създадоха материал с потенциал за приложение в медицината и роботиката

Международен екип от изследователи е разработил революционен хидрогел със способност за самовъзстановяване, наподобяваща тази на човешката кожа, съобщава престижното научно списание "Нейчър матириълс".

Учените от университета "Аалто" във Финландия и университета на Байройт в Германия са постигнали пробив, който може да има широкоспектърно приложение в различни области – от медицината и протезирането до роботиката и създаването на функционална изкуствена кожа.

Докато геловете са част от ежедневието ни – от продуктите за коса до желеобразните съставки в храните – човешката кожа притежава уникална комбинация от качества, които досега бяха изключително трудни за възпроизвеждане в лабораторни условия. Тя съчетава забележителна здравина с еластичност и същевременно демонстрира впечатляващи способности за самолечение, възстановявайки се напълно в рамките на едно денонощие след нараняване.

Уникална структура с двойни качества

Предишните научни опити успяваха да пресъздадат само едно от двете ключови свойства на кожата – или здравината, или способността за самолечение. Новият материал обаче преодолява тези ограничения благодарение на иновативна структура.

"Открихме как да направим традиционно меките хидрогелове здрави. Това може да преобърне представите за проектиране на нови материали", споделя Хан Чжан, член на изследователския екип.

Тайната на новия хидрогел се крие в свръхтънките нанолистове, вградени в неговата структура. Те образуват гъста мрежа, в която полимерите се преплитат подобно на вълнени нишки, създавайки материал, който е едновременно твърд и подвижен.

Производствен процес и самовъзстановяване

Процесът на производство наподобява сушенето на гел лак: мономерен прах се смесва с вода и нанолистове, след което се третира с ултравиолетова светлина. Този процес кара молекулите да се комбинират, образувайки еластичен гел.

При нараняване на материала, полимерните нишки започват автоматично да се преплитат отново, възстановявайки оригиналната структура. Само 4 часа след разрязване, хидрогелът възстановява 80-90 процента от своята цялост, а след 24 часа е напълно "излекуван".

Благодарение на конструкцията от 10 000 слоя нанонишки в един милиметър материал, хидрогелът притежава здравина и еластичност, напълно съпоставими с тези на човешката кожа.

Изследователите виждат широки възможности за приложение на своята разработка – от създаването на самовъзстановяващи се роботи и биосъвместими изкуствени тъкани до усъвършенствани системи за доставка на лекарства в човешкото тяло.