Ερευνητές του αμερικανικού πανεπιστημίου Χάρβαρντ δημιούργησαν ένα υπερβολικά ελαστικό και ταυτόχρονα ανθεκτικό υλικό που μπορεί να τεντωθεί μέχρι 21 φορές, σε σχέση με το αρχικό μήκος του. Το υλικό είναι βιοσυμβατό και αποκαθιστά μόνο του τα όποια ελαττώματά του, γι' αυτό θεωρείται ότι μελλοντικά θα μπορούσε να αξιοποιηθεί στην ιατρική και ιδιαίτερα για την αντικατάσταση κατεστραμμένων χόνδρων στις ανθρώπινες αρθρώσεις ή κατεστραμμένων δίσκων σπονδυλικής στήλης.
Το υλικό έχει την μορφή υδρογέλης, δηλαδή το βασικό του συστατικό του είναι το νερό. Αποτελείται από δύο άλλες πιο ασθενείς ουσίες τύπου γέλης (πολυμερή), οι οποίες συνδυάζονται σε αναλογία οκτώ προς ένα για να δημιουργήσουν κάτι πολύ πιο ελαστικό και ανθεκτικό. Συνήθως η υδρογέλη (μία γέλη όπου τα σωματίδιά της απλώνονται μέσα στο νερό) μπορεί να τεντωθεί μόνο λίγες φορές σε σχέση με το αρχικό μήκος της. Από την άλλη, ακόμα και το φυσικό ελαστικό δεν μπορεί να τεντωθεί πάνω από πέντε έως έξι φορές σε σχέση με την αρχική κατάστασή του.
Το πρωταρχικό συστατικό του νέου υλικού είναι πολυακρυλαμίδιο, το οποίο, μεταξύ άλλων, χρησιμοποιείται στους μαλακούς φακούς επαφής στα μάτια. Η χημική δομή των δύο ουσιών, όταν συνδυάζονται σε ένα ενιαίο υλικό, είναι τέτοια που επιτρέπει στα μόρια του να απλώνονται σε μια μεγάλη έκταση, χωρίς το υλικό να διασπάται.
Οι επιστήμονες, με επικεφαλής τους κορεατικής καταγωγής Ζεόνγκ-Γιουν Σουν και Ζιγκάνγκ Σούο της Σχολής Μηχανικής και Εφαρμοσμένων Επιστημών του Χάρβαρντ, που παρουσίασαν το πρωτοποριακό υλικό στο περιοδικό «Nature», ανέφεραν ότι το υλικό μπορεί να διατηρήσει την ελαστικότητά και την ανθεκτικότητά του ακόμα και μετά από πολλά τεντώματα. Αν κάποια στιγμή χάσει ένα μέρος της ελαστικότητάς του, την αποκαθιστά αν θερμανθεί περίπου στους 80 βαθμούς Κελσίου.
Μια τυπική υδρογέλη απαιτεί ενέργεια 10 τζάουλ ανά τετραγωνικό μέτρο για να σπάσει. Οι φακοί επαφής από υδρογέλη σπάνε αν εφαρμοστεί πάνω τους ενέργεια λίγων εκατοντάδων τζάουλ, ενώ η ανθρώπινη υδρογέλη (π.χ. με την μορφή χόνδρου) δεν σπάει μέχρι τα 1.000 τζάουλ ανά τ.μ. Όμως η νέα τεχνητή (υβριδική) γέλη χρειάζεται πολύ μεγαλύτερη ενέργεια, γύρω στα 10.000 τζάουλ, για να διασπαστεί (έναντι 9.000 τζάουλ που χρειάζεται για να σπάσει το φυσικό ελαστικό). Όπως έδειξαν τα πειράματα, αν μία χαλύβδινη μπάλα πέσει στη σούπερ-υδρογέλη, κάνει γκελ πάνω της!
Το υλικό, κατά τους ερευνητές, μπορεί να έχει και άλλες δυνητικές εφαρμογές, όπως σε μαλακά και εύκαμπτα ρομπότ, στη δημιουργία τεχνητών μυών, για την προστασία επιφανειακών τραυμάτων κ.α.
Πηγή: ΑΜΠΕ
Το υλικό έχει την μορφή υδρογέλης, δηλαδή το βασικό του συστατικό του είναι το νερό. Αποτελείται από δύο άλλες πιο ασθενείς ουσίες τύπου γέλης (πολυμερή), οι οποίες συνδυάζονται σε αναλογία οκτώ προς ένα για να δημιουργήσουν κάτι πολύ πιο ελαστικό και ανθεκτικό. Συνήθως η υδρογέλη (μία γέλη όπου τα σωματίδιά της απλώνονται μέσα στο νερό) μπορεί να τεντωθεί μόνο λίγες φορές σε σχέση με το αρχικό μήκος της. Από την άλλη, ακόμα και το φυσικό ελαστικό δεν μπορεί να τεντωθεί πάνω από πέντε έως έξι φορές σε σχέση με την αρχική κατάστασή του.
Το πρωταρχικό συστατικό του νέου υλικού είναι πολυακρυλαμίδιο, το οποίο, μεταξύ άλλων, χρησιμοποιείται στους μαλακούς φακούς επαφής στα μάτια. Η χημική δομή των δύο ουσιών, όταν συνδυάζονται σε ένα ενιαίο υλικό, είναι τέτοια που επιτρέπει στα μόρια του να απλώνονται σε μια μεγάλη έκταση, χωρίς το υλικό να διασπάται.
Οι επιστήμονες, με επικεφαλής τους κορεατικής καταγωγής Ζεόνγκ-Γιουν Σουν και Ζιγκάνγκ Σούο της Σχολής Μηχανικής και Εφαρμοσμένων Επιστημών του Χάρβαρντ, που παρουσίασαν το πρωτοποριακό υλικό στο περιοδικό «Nature», ανέφεραν ότι το υλικό μπορεί να διατηρήσει την ελαστικότητά και την ανθεκτικότητά του ακόμα και μετά από πολλά τεντώματα. Αν κάποια στιγμή χάσει ένα μέρος της ελαστικότητάς του, την αποκαθιστά αν θερμανθεί περίπου στους 80 βαθμούς Κελσίου.
Μια τυπική υδρογέλη απαιτεί ενέργεια 10 τζάουλ ανά τετραγωνικό μέτρο για να σπάσει. Οι φακοί επαφής από υδρογέλη σπάνε αν εφαρμοστεί πάνω τους ενέργεια λίγων εκατοντάδων τζάουλ, ενώ η ανθρώπινη υδρογέλη (π.χ. με την μορφή χόνδρου) δεν σπάει μέχρι τα 1.000 τζάουλ ανά τ.μ. Όμως η νέα τεχνητή (υβριδική) γέλη χρειάζεται πολύ μεγαλύτερη ενέργεια, γύρω στα 10.000 τζάουλ, για να διασπαστεί (έναντι 9.000 τζάουλ που χρειάζεται για να σπάσει το φυσικό ελαστικό). Όπως έδειξαν τα πειράματα, αν μία χαλύβδινη μπάλα πέσει στη σούπερ-υδρογέλη, κάνει γκελ πάνω της!
Το υλικό, κατά τους ερευνητές, μπορεί να έχει και άλλες δυνητικές εφαρμογές, όπως σε μαλακά και εύκαμπτα ρομπότ, στη δημιουργία τεχνητών μυών, για την προστασία επιφανειακών τραυμάτων κ.α.
Πηγή: ΑΜΠΕ
http://portal.kathimerini.gr/4dcgi/_w_articles_kathciv_1_06/09/2012_459943
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου