Siç e di kushdo që ka rregulluar ndonjëherë flokët e tij, uji është armiku.Flokët e drejtuar me kujdes nga nxehtësia do të kthehen në kaçurrela në minutën kur prekin ujin.Pse?Sepse flokët kanë kujtesë të formës.Karakteristikat e tij materiale e lejojnë atë të ndryshojë formën në përgjigje të stimujve të caktuar dhe të kthehet në formën e tij origjinale në përgjigje të të tjerëve.
Po sikur materialet e tjera, veçanërisht tekstilet, të kishin këtë lloj memorie formash?Imagjinoni një bluzë me vrima ftohëse që hapen kur ekspozohen ndaj lagështirës dhe mbyllen kur thahen, ose veshje me një madhësi që shtrihet ose tkurret në përmasat e një personi.
Tani, studiuesit në Shkollën e Inxhinierisë dhe Shkencave të Aplikuara në Harvard John A. Paulson (SEAS) kanë zhvilluar një material biokompatibël që mund të printohet 3D në çdo formë dhe të paraprogramohet me memorie të kthyeshme të formës.Materiali është bërë duke përdorur keratin, një proteinë fibroze që gjendet në flokë, thonj dhe guaska.Studiuesit nxorën keratinën nga leshi i mbetur i Agora i përdorur në prodhimin e tekstilit.
Hulumtimi mund të ndihmojë përpjekjet më të gjera për reduktimin e mbetjeve në industrinë e modës, një nga ndotësit më të mëdhenj në planet.Tashmë, stilistë të tillë si Stella McCarthy po rimendojnë se si industria përdor materiale, duke përfshirë leshin.
"Me këtë projekt, ne kemi treguar se jo vetëm që mund të riciklojmë leshin, por mund të ndërtojmë gjëra nga leshi i ricikluar që nuk janë imagjinuar kurrë më parë," tha Kit Parker, profesor i Bioinxhinierisë dhe Fizikës së Aplikuar të Familjes Tarr në SEAS dhe i moshuar. autor i punimit.“Implikimet për qëndrueshmërinë e burimeve natyrore janë të qarta.Me proteinën e ricikluar të keratinës, ne mund të bëjmë po aq, ose më shumë, sesa ajo që është bërë nga qethja e kafshëve deri më sot dhe, duke e bërë këtë, të zvogëlojmë ndikimin mjedisor të industrisë së tekstilit dhe të modës.”
Hulumtimi është publikuar në Nature Materials.
Çelësi për aftësitë e keratinës në ndryshimin e formës është struktura e saj hierarkike, tha Luca Cera, një student postdoktoral në SEAS dhe autori i parë i punimit.
Një zinxhir i vetëm keratine është rregulluar në një strukturë të ngjashme me pranverën e njohur si alfa-helix.Dy prej këtyre zinxhirëve rrotullohen së bashku për të formuar një strukturë të njohur si një spirale e mbështjellë.Shumë nga këto mbështjellje të mbështjellura janë mbledhur në protofilamente dhe përfundimisht në fibra të mëdha.
"Organizimi i spirales alfa dhe lidhjeve kimike lidhëse i japin materialit forcë dhe kujtesë formë," tha Cera.
Kur një fibër shtrihet ose ekspozohet ndaj një stimuli të veçantë, strukturat e ngjashme me sustën zbërthehen dhe lidhjet riorganizohen për të formuar fletë beta të qëndrueshme.Fibra mbetet në atë pozicion derisa të nxitet të kthehet në formën e saj origjinale.
Për të demonstruar këtë proces, studiuesit printuan në 3D fletë keratine në forma të ndryshme.Ata programuan formën e përhershme të materialit - formën që do të kthehet gjithmonë kur të aktivizohet - duke përdorur një zgjidhje të peroksidit të hidrogjenit dhe fosfatit monosodium.
Pasi të vendosej memoria, fleta mund të riprogramohej dhe të formohej në forma të reja.
Për shembull, një fletë keratine u palos në një yll kompleks origami si formë e përhershme.Pasi kujtesa u vendos, studiuesit e zhytën yllin në ujë, ku ai u shpalos dhe u bë i lakueshëm.Nga atje, ata e rrotulluan fletën në një tub të ngushtë.Pasi të thahej, fleta u mbyll si një tub plotësisht i qëndrueshëm dhe funksional.Për të ndryshuar procesin, ata e vendosën tubin përsëri në ujë, ku u shpalos dhe u palos përsëri në një yll origami.
"Ky proces me dy hapa të printimit 3D të materialit dhe më pas vendosjes së formave të tij të përhershme lejon fabrikimin e formave vërtet komplekse me karakteristika strukturore deri në nivelin mikron," tha Cera."Kjo e bën materialin të përshtatshëm për një gamë të gjerë aplikimesh nga tekstili tek inxhinieria e indeve."
"Pavarësisht nëse përdorni fibra si kjo për të bërë sutjena, madhësia dhe forma e filxhanit të të cilave mund të personalizohen çdo ditë, ose po përpiqeni të bëni tekstile aktivizuese për terapi mjekësore, mundësitë e punës së Luca janë të gjera dhe emocionuese," tha Parker.“Ne po vazhdojmë të riimagjinojmë tekstilet duke përdorur molekula biologjike si substrate inxhinierike siç nuk janë përdorur kurrë më parë.”
Koha e postimit: Shtator-21-2020