Для мягких роботов разработали самовосстанавливающийся и биоразлагаемый биополимер

Sinatra et al.

Международная команда ученых создала биосинтетический полимер по образу и подобию зубов кальмара. Этот материал способен быстро восстанавливать повреждения и может разлагаться при необходимости, не нанося вреда экологии. Статья о разработке опубликована в журнале Nature Materials.

Современные самовосстанавливающиеся материалы имеют недостатки, ограничивающие их практическое применение, — они восстанавливают небольшой процент повреждений в течение большого промежутка времени, который обычно измеряется в часах.

Авторы нового исследования разработали высокопрочные синтетические белки, которые имитируют природные материалы. Эти полимерные соединения могут восстанавливать как незначительные, так и видимые повреждения. Ученые планируют использовать эти соединения для создания частей мягких роботов, так как при постоянно повторяющихся движениях в обычных полимерах наблюдаются микроразрывы, которые без восстановления могут привести к поломке.

Новый самовосстанавливающийся полимер исследователям из Университета штата Пенсильвания и Института интеллектуальных систем Общества Макса Планка удалось создать с помощью серии тандемных повторов ДНК. Тандемные повторы обычно представляют собой короткие последовательности, повторяющиеся некоторое количество раз. Создать новый материал ученым удалось с помощью стандартных биореакторов.

При испытании нового материала оказалось, что за одну секунду он способен «залатать» повреждения, на восстановление которых аналогам требовались сутки. Этот полимер восстанавливается с помощью воды и тепла, хотя, по словам исследователей, «исцелить» его можно также с помощью света. Что самое интересное, после восстановления материал не теряет своих прочностных свойств — можно сказать, он становится таким же, каким был до нанесения повреждений.

Точно так же, как зубы кальмара, новый материал способен естественно разрушаться до экологически безопасных соединений. А если залить полимер слабой кислотой, такой как уксусная, он превратится в порошок, из которого затем можно изготовить точно такой же материал.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.