https://bodybydarwin.com
Slider Image

עור סינטטי ומרפא עצמי הרגיש למגע

2022

"זכויות יוצרים": "© 2012 צילומי אוניברסיטת סטנפורד המסופקים על ידי שירות החדשות של אוניברסיטת סטנפורד יש להשתמש - עם קרדיט מתאים - למטרות עריכה בלבד. צליפה, שינוי או קישוטים אחרים של כל התמונות בכל דרך שתשנה את תוכן העריכה של הצילומים היא אלא אם כן נקבע אחרת, אשראי את שירות החדשות של אוניברסיטת סטנפורד.

לפני שנוכל לבנות את הרובוטים ההומאידים המציאותיים שמאכלסים את חלומותינו המונעים על-פי-פי-פי-פי, יש הרבה מערכות אנושיות שהחוקרים יצטרכו לחקות באופן סינטטי. לא פחות מאתגר הוא עור אנושי; מלא בקצות עצבים ומסוגל לרפא את עצמו לאורך זמן, העור שלנו משמש גם כמערכת חישה מסיבית וגם כמחסום בין הפנימיות שלנו לבין העולם החיצון. כעת, צוות בין-תחומי של חוקרי סטנפורד יצר את החומר הסינטטי הראשון שהוא גם ריפוי עצמי בטמפרטורת החדר ורגיש למגע - פריצת דרך שיכולה להיות ההתחלה של סוג חדש של עור רובוט (ובינתיים ליהנות הרבה יישומים מעשיים יותר כמו תותבות משופרות).

החומר של סטנפורד אמנם רחוק מהפלסטיק או הפולימר הראשון שמרפא את עצמו, אך הוא נהנה מכמה יתרונות המבדילים אותו. ראשית, חומרים רבים לריפוי עצמי דורשים סוג מסוים של זרז או מצב מיוחד לריפוי, דברים כמו חשיפה לטמפרטורה גבוהה או ספקטרומי אור מסוימים. אחרים יכולים להחלים בטמפרטורת החדר, אך בדרך כלל הם יכולים לעשות זאת רק פעם אחת - פעולת הריפוי משנה את המבנה הכימי שלהם כך שהם לא יכולים לעשות זאת פעם שנייה, הרבה פחות שלישית או רביעית.

ואז, אם אנלוגי לעור הוא הדבר שאתה באמת מחפש, יש את הבעיה ברגישות למגע. רוב הפלסטיקה, הפולימרים וכאלה - החומרים העיקריים המשמשים במחקר לריפוי עצמי - הם מבודדים פנטסטיים. אבל כדי להחדיר חומר עם חוש מגע - ולהפוך אותו לממשק עם מערכת דיגיטלית גדולה יותר - אתה באמת רוצה משהו מוליך. שם באמת שבר צוות סטנפורד את הקרקע החדשה. החומר שלו יכול לתקן חתכים או קרעים בפני עצמו בטמפרטורת החדר מספר פעמים, והוא מוליך.

איך החוקרים משכו את זה? הם התחילו עם פלסטיק המורכב משרשראות מולקולריות שאליהן הצטרפו קשרי מימן פשוטים. זה מקנה את יכולת הריפוי העצמי, שכן ניתן לשבור את הקשרים בקלות אך גם לשחזר אותם בקלות על ידי פשוט להחזיר את השרשראות השבורות למגע זה עם זה. במעבדה ניתקו החוקרים חלק מהחומר ויצרו שני חצאים נפרדים. לאחר לחיצה אחורה של הקצה החתוך למשך מספר שניות בלבד, שוחזר שלושת רבעים מכוחו הקודם. תוך חצי שעה זה חזר לחוזק כמעט מאה אחוז. לאחר 50 ניסויים כאלה, החומר עדיין נרפא יפה.

ואז, כדי להשיג מוליכות, פיזרו החוקרים חלקיקי ניקל ברחבי הפלסטיק שלהם. חלקיקי ניקל אלה לא רק מגבירים את חוזקם המכני של החומר, אלא משמשים גם כאמצעי להעברת אלקטרונים דרך החומר, תוך שהם מקפצים מחלקיק אחד למשנהו, ויוצרים זרם חשמלי. כיפוף, כיפוף או עיוות אחר של החומר משנה את המרחק בין חלקיקי הניקל ומשנה את התנגדות החומר לזרם. ניתן למדוד התנגדות חשמלית לקביעת צורת העור ולחץ המופעל עליו.

קל לדמיין שמשהו כזה ישולב בתותבות עתידיות בכדי לעזור להחזיר תחושת מגע לאלה החסרים גפה. באופן מיידי יותר, אפשר להשתמש בחומר כזה כדי לעטות אלקטרוניקה אחרת כדי לתת להם יכולת ריפוי עצמי. הממצאים פורסמו בגיליון 11 בנובמבר של כתב העת Nature Nanotechnology .

כאשר טיסה להוריקן לא תעבוד, מטאורולוגים משתמשים בחלופות היי-טק אלה

כאשר טיסה להוריקן לא תעבוד, מטאורולוגים משתמשים בחלופות היי-טק אלה

מה אם בעלי חיים מתרדמים יוצרים תזמורת ומבצעים סימפוניה על שנת החורף שלהם?

מה אם בעלי חיים מתרדמים יוצרים תזמורת ומבצעים סימפוניה על שנת החורף שלהם?

בני אדם אחראים לרוב המוחלט של מדברי הבר בארצות הברית

בני אדם אחראים לרוב המוחלט של מדברי הבר בארצות הברית