Visi iLive saturs ir medicīniski pārskatīts vai pārbaudīts, lai nodrošinātu pēc iespējas lielāku faktisko precizitāti.
Mums ir stingras iegādes vadlīnijas un tikai saikne ar cienījamiem mediju portāliem, akadēmiskām pētniecības iestādēm un, ja vien iespējams, medicīniski salīdzinošiem pārskatiem. Ņemiet vērā, ka iekavās ([1], [2] uc) esošie numuri ir klikšķi uz šīm studijām.
Ja uzskatāt, ka kāds no mūsu saturiem ir neprecīzs, novecojis vai citādi apšaubāms, lūdzu, atlasiet to un nospiediet Ctrl + Enter.
Ir radīts pašatjaunojošs sensoru materiāls
Pēdējā pārskatīšana: 01.07.2025
Jauno materiālu var izmantot protezēšanā, kā arī elektronisko ierīču izveidē.
Zinātnieki jau daudzus gadus cenšas radīt materiālu, kas atdarinātu cilvēka ādu, kam būtu tādas pašas īpašības un kas veiktu līdzīgas funkcijas. Galvenās ādas īpašības, kuras zinātnieki cenšas atjaunot, ir jutīgums un spēja dziedēt. Pateicoties šīm īpašībām, cilvēka āda sūta signālus smadzenēm par temperatūru un spiedienu un kalpo kā aizsargbarjera pret vides kairinātājiem.
Ar rūpīgu darbu Stenfordas Universitātes ķīmijas inženierzinātņu profesors Dženana Bao komanda pirmo reizi ir izdevies izveidot materiālu, kas apvieno šīs divas īpašības.
Pēdējo desmit gadu laikā ir radīti daudzi "mākslīgās ādas" piemēri, taču pat vismodernākajiem no tiem bija ļoti nopietni trūkumi. Dažiem no tiem "sadzīšanai" nepieciešama augsta temperatūra, kas padara tos neiespējamus izmantot ikdienas mājsaimniecības apstākļos. Citi tiek restaurēti istabas temperatūrā, bet restaurācijas laikā mainās to mehāniskā vai ķīmiskā struktūra, kas padara tos faktiski vienreiz lietojamus. Bet pats galvenais - neviens no šiem materiāliem nebija labs elektrības vadītājs.
Dženans Bao un viņa kolēģi ir spēruši lielu soli uz priekšu šajā virzienā un pirmo reizi ir apvienojuši plastmasas polimēra pašatjaunošanās īpašības un metāla elektrovadītspēju vienā materiālā.
Zinātnieki sāka ar plastmasu, kas sastāvēja no garām molekulu ķēdēm, kas savienotas ar ūdeņraža saitēm. Tā ir diezgan vāja saikne starp viena atoma pozitīvi lādēto apgabalu un nākamā atoma negatīvi lādēto apgabalu. Šī struktūra ļāva materiālam efektīvi atjaunoties pēc ārējas ietekmes. Molekulas diezgan viegli sadalās, bet pēc tam atkal savienojas sākotnējā formā. Rezultāts bija elastīgs materiāls, ko zinātnieki salīdzināja ar ledusskapī atstātu īrisu.
Zinātnieki šim elastīgajam polimēram pievienoja niķeļa mikrodaļiņas, kas palielināja materiāla mehānisko izturību. Turklāt šīs daļiņas palielināja tā elektrovadītspēju: strāva viegli pāriet no vienas mikrodaļiņas uz otru.
Rezultāts attaisnoja visas cerības. "Lielākā daļa plastmasu ir labi izolatori, bet mēs ieguvām izcilu vadītāju," rezumēja Dženans Bao.
Pēc tam zinātnieki pārbaudīja materiāla spēju atgūties. Viņi ar nazi pārgrieza nelielu materiāla gabalu uz pusēm. Viegli saspiežot abas iegūtās daļas kopā, pētnieki atklāja, ka materiāls bija atguvis 75% no sākotnējās izturības un elektrovadītspējas. Pusstundu vēlāk materiāls bija pilnībā atguvis savas sākotnējās īpašības.
"Pat cilvēka ādai ir nepieciešamas dažas dienas, lai sadzītu. Tāpēc es domāju, ka esam sasnieguši diezgan labu rezultātu," sacīja Bao kolēģis Bendžamins Či Kions Tī.
Jaunais materiāls veiksmīgi izturēja arī nākamo testu — 50 griezuma atjaunošanas ciklus.
Pētnieki neapstāsies pie tā. Nākotnē viņi vēlas labāk izmantot materiālā esošās niķeļa daļiņas, jo tās ne tikai padara to stiprāku un uzlabo tā elektrovadītspēju, bet arī samazina tā spēju atjaunoties. Izmantojot mazākas metāla daļiņas, materiālu varētu padarīt vēl efektīvāku.
Izmērot materiāla jutīgumu, zinātnieki atklāja, ka tas spēj noteikt spiedienu un reaģēt uz to ar rokasspiediena spēku. Tāpēc Bao un viņa komanda ir pārliecināti, ka viņu izgudrojumu var izmantot protēžu ekstremitātēs. Turklāt viņi plāno padarīt savu materiālu pēc iespējas plānāku un caurspīdīgāku, lai to varētu izmantot elektronisko ierīču un to ekrānu pārklāšanai.
[