Kendi Kendini Onaran Hidrojel : Yapay Deri ve Yumuşak Robotik İçin Çığır Açan Keşif
Günlük hayatımızda birçok jel türüyle karşılaşıyoruz: saç şekillendiricilerden gıda maddelerine kadar. Ancak insan derisi gibi hem sert hem de esnek olabilen, aynı zamanda kendini hızla onarabilen bir jel üretmek şimdiye kadar mümkün olmamıştı.
Aalto Üniversitesi ve Bayreuth Üniversitesi’nden araştırmacılar, bu sorunu aşarak yüksek dayanıklılık, esneklik ve kendini iyileştirme özelliklerini bir araya getiren bir hidrojel geliştirmeyi başardı. Bu yeni malzeme, ilaç taşıma, yara iyileştirme, yumuşak robotik sensörler ve yapay deri gibi alanlarda devrim yaratabilir.
Nanoteknoloji ile Güçlenen Hidrojel
Araştırmacılar, geleneksel olarak yumuşak ve esnek olan hidrojellere son derece ince ve büyük kil nanosheet’leri ekledi. Bu nanosheet’ler, düzenli bir yapı oluşturarak polimerlerin sıkıca iç içe geçmesini sağladı ve böylece malzemenin hem mekanik özellikleri gelişti hem de kendini iyileştirme kapasitesi kazandı.
Bu çığır açan çalışma, 7 Mart’ta Nature Materials dergisinde yayımlandı.
Kesildikten Sonra 24 Saat İçinde Onarılıyor
Malzeme, geleneksel oje kurutma lambalarına benzer bir UV ışığı altında sertleştirilerek üretildi. Bu işlem sırasında polimerler rastgele bir şekilde birbirine dolanarak esnek ama dayanıklı bir yapı oluşturuyor.
Kesildiğinde, polimer zincirleri tekrar birleşmeye başlıyor ve dört saat içinde %80-90 oranında iyileşiyor. 24 saat sonra ise tamamen onarılmış oluyor. Üstelik, 1 mm kalınlığındaki bir hidrojel tabakası 10.000 nanosheet katmanı içeriyor, bu da ona insan derisi kadar sertlik ve esneklik kazandırıyor.
Biyolojik İlham ile Yeni Nesil Malzemeler
Araştırmayı yöneten bilim insanları, doğadan ilham aldıklarını belirtiyor. Bu keşif sayesinde, kendi kendini onaran robotik deriler veya otonom olarak iyileşebilen sentetik dokular geliştirmek mümkün olabilir.
Bayreuth Üniversitesi’nden Prof. Josef Breu, kil nanosheet’lerin müthiş derecede düzgün şişme özelliğine sahip olduğunu ve polimerlerin bu tabakalar arasında sıkışarak olağanüstü mekanik özellikler kazandığını belirtiyor.
Bu çalışma, malzeme biliminin kurallarını yeniden yazabilecek büyük bir atılım olarak değerlendiriliyor.
Çalışmanın kaynağı için tıklayınız.
Daha fazla benzer gelişmeler için BIOSSCOPE.