Синтетические материалы имитируют живых существ

Исследователи Северо-Западного университета разработала целое семейство мягких материалов, которые имитируют живых существ.

При попадании света, фильм-тонкий материалами оживают — гнуть, вращать и даже ползают на поверхности.

Называется «роботизированная» мягкой материи » на северо-западной группы,» материалы передвигаться без сложного оборудования, гидравлики или электричества. Исследователи считают, реалистичные материалы могут выполнять многие задачи, с потенциальных приложений в области энергетики, охране окружающей среды и современная медицина.

«Мы живем в эпоху, когда все более умнее устройств постоянно развиваются, чтобы помочь нам управлять нашей повседневной жизни», — сказал северо-западе Сэмюэл И. Stupp, кто вел экспериментальные исследования. «Следующий рубеж в развитии новой науки, которая будет приносить инертных материалов в жизни для нашего блага — проектирование их для приобретения возможности живых существ».

Исследования будут опубликованы 22 июня в журнале Nature материалы.

Stupp является Совет попечителей, профессор материаловедения и инженерии, химии, медицине и биомедицинской инженерии в университете и директор Института Куэрри Симпсон он имеет встречи в школе Маккормика технических наук, колледжа Вайнберга искусств и наук и Фейнберг Школы медицины. Георгий Шатц, Карлова Е. и Эмма Х. Моррисон-профессор химии в Вайнберг, светодиодные компьютерного моделирования реалистичного поведения материалов. Постдокторант ли Чжуан и аспирант Aysenur Iscen, от Stupp и лабораторий Шац, соответственно, являются Co-первые авторы статьи.

Хотя перемещение материала кажется чудом, сложные науки в игровой форме. Его структура состоит из наноразмерных пептидов сборки, утечка молекул воды из материала. Специалист по химии материалов, Stupp связаны пептидной массивов полимерных сеток предназначен для химически реагирующий на синий свет.

Когда свет попадает на материал, сеть химически переходит от гидрофильных (притягивает воду) и гидрофобные (не боится дождя). Как материал вытесняет воду через свои пептида «трубы», это контракты — и оживает. Когда свет выключен, вода снова попадает в материал, который расширяется, переходит в гидрофильную структуру.

Это напоминает обратимым сужением мышц, которые вдохновили Stupp и его команда для разработки новых материалов.

«Из биологических системах, мы узнали, что магия мышц основывается на связи между сборками малых белков и гигантских белковых полимеров, которые расширяются и сокращаются», — сказал Stupp. «Мышцы делают это с помощью химического топлива, а не свет для выработки механической энергии».

Для Северо-Западного био-вдохновил материал, локализованный свет может вызвать направленное движение. Другими словами, изгиб может происходить в разных направлениях, в зависимости от расположения источника света. И изменяя направление света также может заставить объект превратить, как он выползает на поверхность.

Stupp и его команда считают, что возможны бесконечные приложения для этого нового семейства материалов. С возможностью быть разработаны в различные формы, материалы, могут играть определенную роль в различных задачах, начиная от очистки окружающей среды в хирургии мозга.

«Эти материалы могут дополнить функцию мягкого роботы необходимы, чтобы забрать хрупкие предметы, а затем отпустите их в точное местоположение», — сказал он. «В медицине, например, мягких материалов с «живым» характеристики могут согнуть или изменить форму для извлечения сгустков крови в мозге после инсульта. Они могут также плавать в чистой воде и морской воде или даже провести исцеление задачи исправления дефектов в батареях, мембран и химических реакторов».

сделать разницу: спонсорские возможности