Ус бол дайсан гэдгийг үсээ зассан хүн мэддэг.Халуунд шаргуу зассан үс нь усанд хүрэх мөчид буцаад буржгар болно.Яагаад?Учир нь үс нь хэлбэрийн санах ойтой байдаг.Түүний материаллаг шинж чанар нь тодорхой өдөөлтөд хариу үйлдэл үзүүлэхэд хэлбэрээ өөрчилж, бусдын хариуд анхны хэлбэрээ буцаах боломжийг олгодог.
Бусад материал, ялангуяа нэхмэл эдлэл ийм хэлбэрийн санах ойтой бол яах вэ?Чийгтэй үед онгойдог, хуурай үед хаадаг, хөргөх нүхтэй подволк эсвэл хүний хэмжээнээс илүү сунадаг эсвэл агшдаг нэг размерийн хувцас гээд төсөөлөөд үз дээ.
Одоо Харвардын Жон А.Полсоны нэрэмжит Инженер, Хэрэглээний Шинжлэх Ухааны Сургуулийн (SEAS) судлаачид ямар ч хэлбэр дүрсийг 3D хэвлэж, урвуу хэлбэрийн санах ойтой урьдчилан програмчлах боломжтой био нийцтэй материалыг бүтээжээ.Энэ материалыг үс, хумс, хясаанд агуулагддаг эслэг уураг болох кератин ашиглан хийдэг.Судлаачид нэхмэлийн үйлдвэрлэлд ашигласан Агора ноосны үлдэгдэлээс кератин гаргаж авсан байна.
Энэхүү судалгаа нь дэлхийн хамгийн том бохирдуулагчдын нэг болох загварын салбарын хог хаягдлыг бууруулах өргөн хүрээний хүчин чармайлтад тусалж чадна.Стелла МакКарти зэрэг загвар зохион бүтээгчид энэ салбарт материал, тэр дундаа ноосыг хэрхэн ашигладаг талаар дахин төсөөлж байна.
SEAS-ийн биоинженер ба хэрэглээний физикийн тэнхимийн Тарр гэр бүлийн профессор, ахлах ахлагч Кит Паркер “Энэ төслөөр бид ноосыг дахин боловсруулаад зогсохгүй дахин боловсруулсан ноосноос урьд өмнө хэзээ ч төсөөлж байгаагүй зүйлийг бүтээж чадна гэдгээ харууллаа. нийтлэлийн зохиогч.“Байгалийн нөөцийн тогтвортой байдалд үзүүлэх нөлөө нь тодорхой.Дахин боловсруулсан кератины уургийн тусламжтайгаар бид өнөөг хүртэл мал хяргаж байсантай ижил буюу түүнээс их зүйлийг хийж, ингэснээр нэхмэл болон загварын салбарын байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг бууруулж чадна."
Судалгааг Nature Materials сэтгүүлд нийтэлжээ.
Кератины хэлбэрийг өөрчлөх чадварын түлхүүр нь түүний шаталсан бүтэц юм гэж SEAS-ийн докторын дараах судалгааны ажилтан, уг нийтлэлийн анхны зохиогч Лука Сера хэлэв.
Кератины нэг хэлхээ нь альфа-геликс гэж нэрлэгддэг пүрш хэлбэртэй бүтэцтэй байдаг.Эдгээр гинжний хоёр нь ороомог ороомог гэж нэрлэгддэг бүтэц үүсгэхийн тулд хоорондоо мушгина.Эдгээр ороомог ороомогуудын ихэнх нь протофиламентууд болон эцэст нь том утаснууд болж угсардаг.
"Альфа спираль болон холбогч химийн холбоо нь материалд хүч чадал, хэлбэрийн санах ойг өгдөг" гэж Cera хэлэв.
Шилэн утас сунах эсвэл тодорхой өдөөлтөд өртөх үед пүрштэй төстэй бүтэц нь мултарч, холбоосууд нь тогтвортой бета хуудас үүсгэдэг.Шилэн утас нь ороомогоор буцаж анхны хэлбэрт орох хүртэл энэ байрлалд хэвээр байна.
Энэхүү үйл явцыг харуулахын тулд судлаачид кератин хавтанг янз бүрийн хэлбэрээр 3D хэвлэсэн байна.Тэд устөрөгчийн хэт исэл ба натрийн фосфатын уусмалыг ашиглан материалын байнгын хэлбэрийг программчилсан - энэ нь асаалттай үед хэзээд эргэж ирэх хэлбэр юм.
Санах ойг тохируулсны дараа хуудсыг дахин програмчилж, шинэ хэлбэрт оруулах боломжтой.
Жишээлбэл, нэг кератин хуудсыг байнгын хэлбэр болгон оригами од болгон нугалав.Санах ойг тохируулсны дараа судлаачид одыг усанд дүрж, тэндээ нээгдэж, уян хатан болжээ.Тэндээс тэд хуудсыг нягт хоолой руу өнхрүүлэв.Хуурай болсны дараа хуудсыг бүрэн тогтвортой, ажиллагаатай хоолой болгон түгжигдсэн.Үйл явцыг буцаахын тулд тэд хоолойг дахин усанд хийж, эргүүлээд оригами од болгон нугалав.
"Материалыг 3D хэвлэх, дараа нь түүний байнгын хэлбэрийг тохируулах хоёр үе шаттай үйл явц нь микроны түвшинд хүртэл бүтцийн онцлог бүхий үнэхээр нарийн төвөгтэй хэлбэрийг бүтээх боломжийг олгодог" гэж Cera хэлэв."Энэ нь материалыг нэхмэлээс эхлээд эдийн инженерчлэл хүртэлх өргөн хүрээний хэрэглээнд тохиромжтой болгодог."
"Та аяганы хэмжээ, хэлбэрийг өдөр бүр өөрчлөх боломжтой хөхний даруулга хийхдээ ийм утас ашиглаж байгаа эсвэл эмчилгээний зориулалттай нэхмэл эдлэл хийх гэж байгаа эсэхээс үл хамааран Лукагийн ажлын боломжууд өргөн бөгөөд сэтгэл хөдөлгөм" гэж Паркер хэлэв."Бид урьд өмнө хэзээ ч ашиглаж байгаагүй биологийн молекулуудыг инженерийн субстрат болгон ашиглах замаар нэхмэл эдлэлийг дахин төсөөлж байна."
Шуудангийн цаг: 2020 оны 9-р сарын 21-ний хооронд