تم إنشاء مادة حساسة ذاتية الشفاء

يمكن استخدام المواد الجديدة في الأطراف الصناعية ، وكذلك في إنشاء الأجهزة الإلكترونية.

يحاول العلماء إنشاء مادة تقلد بشرًا بشريًا لسنوات عديدة ، ولها نفس الخصائص ويمكنها أداء هذه الوظائف. الصفات الرئيسية للجلد التي يحاول العلماء إعادة إنشائها هي الحساسية والقدرة على الشفاء. وبسبب هذه الخصائص ، يرسل الجلد البشري إشارات إلى الدماغ عن درجة الحرارة والضغط ويعمل كحاجز وقائي ضد المخرشات البيئية.

نجح فريق أستاذ الهندسة الكيميائية في جامعة ستانفورد ، تشنجدو باو نتيجة للعمل المضني لأول مرة في خلق مادة تجمع بين هاتين الصفتين.

على مدى السنوات العشر الماضية ، تم إنشاء العديد من عينات "الجلود الاصطناعية" ، ولكن حتى أكثرها تطوراً كانت لها عيوب خطيرة. بعض منهم يحتاج إلى "الحرارة" ل "شفاء" ، مما يجعل استخدامها اليومي في الظروف اليومية مستحيلا. يتم استعادة أخرى في درجة حرارة الغرفة ، ولكن عندما يتم استعادة ، يتغير هيكلها الميكانيكية أو الكيميائية ، مما يجعلها ، في الواقع ، القابل للتصرف. لكن الأهم من ذلك ، لم تكن أي من هذه المواد موصل جيد للكهرباء.

تمكن تشانغ باو وزملاؤه من القيام بخطوة كبيرة إلى الأمام في هذا الاتجاه ، وللمرة الأولى ، دمج مادة البوليمر الذاتي في مادة واحدة مع التوصيل الكهربائي للمعادن.

بدأ العلماء بالبلاستيك ، الذي يتكون من سلاسل طويلة من الجزيئات التي تربطها روابط هيدروجينية. هذه علاقة ضعيفة إلى حد ما بين المنطقة المشحونة إيجابياً من ذرة واحدة والمنطقة سالبة الشحنة في المنطقة التالية. سمحت هذه البنية المادية للإصلاح الذاتي الفعال بعد تأثير خارجي. ببساطة تنهار الجزيئات ، ولكن بعد ذلك إعادة الاتصال في شكلها الأصلي. نتيجة لذلك ، تم الحصول على مادة مرنة ، والتي قارنها العلماء مع اليسار في الثلاجة القزحية.

لهذا البوليمر المرن ، أضاف العلماء الجزيئات الدقيقة للنيكل ، التي زادت القوة الميكانيكية للمادة. بالإضافة إلى ذلك ، زادت هذه الجسيمات من توصيلها الكهربائي: يتم نقل التيار بسهولة من جسيمات دقيقة إلى أخرى.

النتيجة تلبي جميع التوقعات. "معظم البلاستيك هي عوازل جيدة ، ولدينا موصل ممتاز" ، خلص تشنغ باو.

ثم قام العلماء باختبار قدرة المادة على التعافي. قطعوا نصف قطعة صغيرة من المواد بسكين. بالضغط الخفيف على الجزأين المشكلين لبعضهما البعض ، وجد الباحثون أن المادة استعادت قوتها الأصلية وموصلية توصيلها الكهربائية بنسبة 75٪. وبعد نصف ساعة ، استعادت المادة بالكامل خصائصها الأصلية.

"حتى بشر الإنسان يستغرق بضعة أيام للشفاء ، لذلك أعتقد أننا حققنا نتيجة جيدة للغاية" ، قال زميل باو بنجامين تشي كيون تي.

المواد الجديدة اجتازت بنجاح الاختبار التالي - 50 دورة من الشفاء.

الباحثون لن يسهبوا في هذا الأمر. في المستقبل ، هم يريدون تحقيق استخدام أكثر كفاءة لجسيمات النيكل في المادة ، لأنها لا تجعلها قوية فقط وتحسن التوصيل الكهربائي ، ولكن أيضا تقلل من القدرة على الإصلاح الذاتي. يمكن استخدام جزيئات معدنية أصغر جعل المواد أكثر كفاءة.

بقياس حساسية المادة ، وجد العلماء أنه قادر على كشف وتفاعل الضغط مع قوة المصافحة. لأن باو وفريقه واثقون من أن اختراعهم يمكن أن يستخدم في الأطراف الصناعية. بالإضافة إلى ذلك ، سوف يجعلون موادهم رفيعة وشفافة قدر الإمكان بحيث يمكن استخدامها لتغطية الأجهزة الإلكترونية وشاشاتها.

[1], [2], [3]