נוצר חומר חישה בעל יכולת ריפוי עצמי

החומר החדש יכול לשמש בתותבות, כמו גם ביצירת מכשירים אלקטרוניים.

מדענים מנסים מזה שנים רבות ליצור חומר שיחקה עור אנושי, בעל אותם מאפיינים ויבצע פונקציות דומות. התכונות העיקריות של העור שמדענים מנסים לשחזר הן רגישות ויכולת ריפוי. הודות לתכונות אלו, עור האדם שולח אותות למוח לגבי טמפרטורה ולחץ ומשמש כמחסום מגן מפני גירויים סביבתיים.

באמצעות עבודה מאומצת, צוותו של פרופסור להנדסה כימית מאוניברסיטת סטנפורד, ז'נאן באו, הצליח לראשונה ליצור חומר המשלב את שתי התכונות הללו.

במהלך עשר השנים האחרונות נוצרו דוגמאות רבות של "עור מלאכותי", אך אפילו למתקדמות ביותר היו חסרונות חמורים מאוד. חלקן דורשות טמפרטורות גבוהות כדי "להירפא", מה שהופך אותן לבלתי אפשריות לשימוש בתנאי בית יומיומיים. אחרות משוחזרות בטמפרטורת החדר, אך במהלך השחזור משתנה המבנה המכני או הכימי שלהן, מה שהופך אותן, למעשה, לחד פעמיות. אך חשוב מכל, אף אחד מהחומרים הללו לא היה מוליך חשמל טוב.

ז'נאן באו ועמיתיו עשו צעד משמעותי קדימה בכיוון זה ושילבו לראשונה את תכונות הריפוי העצמי של פולימר פלסטי ואת המוליכות החשמלית של מתכת בחומר יחיד.

המדענים התחילו עם פלסטיק שהורכב משרשראות ארוכות של מולקולות המחוברות בקשרי מימן. זהו קשר חלש למדי בין האזור המטען החיובי של אטום אחד לאזור המטען השלילי של הבא אחריו. מבנה זה אפשר לחומר להחלים מעצמו ביעילות לאחר השפעות חיצוניות. המולקולות מתפרקות די בקלות, אך לאחר מכן מתחברות מחדש לצורתן המקורית. התוצאה הייתה חומר גמיש שהמדענים השוו לטופי שהושאר במקרר.

מדענים הוסיפו מיקרו-חלקיקי ניקל לפולימר אלסטי זה, מה שהגביר את החוזק המכני של החומר. בנוסף, חלקיקים אלה הגבירו את המוליכות החשמלית שלו: זרם מועבר בקלות ממיקרו-חלקיק אחד לאחר.

התוצאה עמדה בכל הציפיות. "רוב הפלסטיק מבודדים טוב, אבל קיבלנו מוליך מצוין", סיכם ז'נאן באו.

לאחר מכן, המדענים בדקו את יכולת ההחלמה של החומר. הם חתכו חתיכה קטנה של החומר לשניים בעזרת סכין. על ידי לחיצה קלה של שני החלקים שנוצרו יחד, גילו החוקרים שהחומר חזר ל-75% מחוזקו המקורי ומוליכותו החשמלית. חצי שעה לאחר מכן, החומר חזר לחלוטין לתכונותיו המקוריות.

"אפילו לעור אנושי לוקח כמה ימים להחלים. אז אני חושב שהשגנו תוצאה די טובה", אמר עמיתו של באו, בנג'מין צ'י קיון טי.

החומר החדש עבר בהצלחה גם את המבחן הבא - 50 מחזורי חיתוך-שחזור.

החוקרים לא מתכוונים לעצור שם. בעתיד, הם רוצים לעשות שימוש טוב יותר בחלקיקי הניקל בחומר, שכן הם לא רק מחזקים אותו ומשפרים את המוליכות החשמלית שלו, אלא גם מפחיתים את יכולת הריפוי העצמי שלו. שימוש בחלקיקי מתכת קטנים יותר יכול להפוך את החומר ליעיל עוד יותר.

על ידי מדידת רגישות החומר, גילו המדענים שהוא יכול לזהות ולהגיב ללחץ בעוצמה של לחיצת יד. זו הסיבה שבאו וצוותו בטוחים שניתן יהיה להשתמש בהמצאתם בגפיים תותבות. בנוסף, הם מתכננים להפוך את החומר שלהם לדק ושקוף ככל האפשר, כך שניתן יהיה להשתמש בו לציפוי מכשירים אלקטרוניים ומסכים שלהם.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]