Људска кожа има уникатна својства која је тешко реплицирати, она комбинује чврстоћу и флексибилност те има могућност да се регенерише у року од 24 сата након повреде. Вјештачки синтетизовани гелови успијевају постићи једно или друго, али научници са Универзитета Алто и Бејрут су савладали та ограничења.
Велика прекретница у науци материјала је постигнута након што је развијен самоисцјељујући, флексибилни и снажни хидрогел, а то отвара простор за нове могућности у областима зацјељивања рана, меке роботике, вјештачке коже и испоруке лијекова.
Како би постигли ове карактеристике у крутом гелу, истраживачи су користили ултра танке глинене нанослојеве. Ови листови су креирали густо испреплетену мрежу полимера, који су ојачали хидрогелове и спријечили их да буду премекани. Такође, повећали су могућност гела да се сам поправља.
Истраживачи су помијешали прах мономера с водом, која садржи нанослојеве. Смјеса је затим стављена под УВ лампу.
"УВ зрачење лампе узрокује да се појединачне молекуле вежу заједно, тако да све постаје еластична чврста маса, односно гел", објаснио је Чен Лианг, један од аутора истраживања.
Иновација се у великој мјери ослања на накнадне интеракције полимера.
"Везивање значи да се танки слојеви полимера почињу увијати један око другог попут ситних вунених нити, али у насумичном редослиједу. Када су полимери потпуно уплетени, не могу се разликовати један од другог. Веома су динамични и покретни на молекуларном нивоу, а када их пресијечете, они се поново почну преплитати", рекао је Ханг Жанг са Универзитета Алто.
Процес зацјељивања је невјероватно брз. Хидрогел се регенерише 80 до 90 одсто у прва четири сата након резања, односно у потпуности за 24 сата. Он садржи око 10.000 слојева нанослојева у узорку дебљине један милиметар, што му омогућава да постигне крутост сличну људској кожи, а истовремено се може развлачити.
"Овај рад је узбудљив примјер како нас биолошки материјали инспиришу да трагамо за новим комбинацијама могућности за синтетичке материјале. Замислите роботе с робусном кожом која се самоисцјељује или синтетичко ткиво које се аутономно поправља. То је врста фундаменталног открића које би могло промијенити правила дизајна материјала", казао је Оли Икала са Универзитета Алто.
Након додатног истраживања и развоја у комерцијалне сврхе, самозацјељујућа синтетичка ткива, флексибилни роботи са заштитним вањским слојевима и медицински материјали који могу аутономно поправити оштећења, могли би имати користи од ове студије.
"Крути, снажни и самозацјељиви хидрогелови дуго су били изазов. Открили смо механизам за јачање конвенционално меких хидрогелова. То би могло унијети револуцију у развој нових материјала с био-инспирисаним својствима", закључио је Жанг.
