Sochlarini to'g'rilagan har bir kishi biladiki, suv dushmandir.Issiqlik ta'sirida to'g'rilangan sochlar suvga tegishi bilanoq jingalak bo'lib qaytadi.Nega?Chunki sochlar shakl xotirasiga ega.Uning moddiy xususiyatlari ma'lum stimullarga javoban shaklini o'zgartirishga va boshqalarga javoban asl shakliga qaytishga imkon beradi.
Agar boshqa materiallar, ayniqsa to'qimachilik, bu turdagi shakl xotirasiga ega bo'lsa-chi?Namlik ta'sirida ochiladigan va quruq holda yopiladigan sovutish teshiklari bo'lgan futbolka yoki odamning o'lchamiga qadar cho'ziladigan yoki kichrayib turadigan bir o'lchamli kiyimni tasavvur qiling.
Hozirda Garvard Jon A. Paulson nomidagi muhandislik va amaliy fanlar maktabi (SEAS) tadqiqotchilari har qanday shaklda 3D bosib chiqarish va qaytariladigan shakl xotirasi bilan oldindan dasturlash mumkin bo‘lgan biomoslashuvchan materialni ishlab chiqdilar.Materiallar keratin, sochlar, tirnoqlar va qobiqlarda joylashgan tolali oqsil yordamida ishlab chiqariladi.Tadqiqotchilar keratinni to'qimachilik ishlab chiqarishda qo'llaniladigan Agora junining qoldiqlaridan ajratib olishdi.
Tadqiqot sayyoradagi eng katta ifloslantiruvchi moddalardan biri bo'lgan moda sanoatida chiqindilarni kamaytirish bo'yicha kengroq sa'y-harakatlarga yordam berishi mumkin.Stella Makkarti kabi dizaynerlar sanoatda materiallar, jumladan, jun qanday ishlatilishini qayta ko'rib chiqmoqda.
"Ushbu loyiha bilan biz nafaqat junni qayta ishlashimiz mumkinligini, balki qayta ishlangan jundan ilgari hech qachon tasavvur qilinmagan narsalarni yasashimiz mumkinligini ko'rsatdik", dedi Kit Parker, SEASning bioinjeneriya va amaliy fizika bo'yicha Tarr oilasi professori va katta maqola muallifi.“Tabiiy resurslarning barqarorligiga ta’siri aniq.Qayta ishlangan keratin oqsili yordamida biz hayvonlarni qirqqanidan ko'ra ko'proq yoki ko'proq narsani qila olamiz va shu bilan to'qimachilik va moda sanoatining atrof-muhitga ta'sirini kamaytiramiz.
Tadqiqot Nature Materials jurnalida chop etilgan.
Keratinning shaklni o'zgartirish qobiliyatining kaliti uning ierarxik tuzilishidir, dedi Luka Cera, SEASning postdoktoranti va maqolaning birinchi muallifi.
Bitta keratin zanjiri alfa-spiral deb nomlanuvchi bahorga o'xshash tuzilishga joylashtirilgan.Ushbu zanjirlarning ikkitasi bir-biriga buralib, o'ralgan lasan deb nomlanuvchi strukturani hosil qiladi.Ushbu o'ralgan rulonlarning aksariyati protofilamentlarga va oxir-oqibat katta tolalarga yig'iladi.
"Alfa spiralning tashkil etilishi va birlashtiruvchi kimyoviy bog'lanishlar materialga kuch va shakl xotirasini beradi", dedi Cera.
Tola cho'zilgan yoki ma'lum bir qo'zg'atuvchi ta'sirga duchor bo'lganda, prujinaga o'xshash tuzilmalar ochiladi va bog'lanishlar barqaror beta-varaqlarni hosil qilish uchun qayta tiklanadi.Elyaf o'zining asl shakliga qaytarilgunga qadar o'sha holatda qoladi.
Ushbu jarayonni namoyish qilish uchun tadqiqotchilar 3D-bosma keratinli varaqlarni turli shakllarda chop etishdi.Ular vodorod peroksid va mononatriy fosfat eritmasidan foydalanib, materialning doimiy shaklini dasturlashdi - u ishga tushirilganda har doim qaytadi.
Xotira o'rnatilgandan so'ng, varaqni qayta dasturlash va yangi shakllarga qo'yish mumkin edi.
Masalan, bitta keratin varag'i doimiy shakli sifatida murakkab origami yulduziga o'ralgan.Xotira o'rnatilgach, tadqiqotchilar yulduzni suvga botirdilar, u erda u ochilib, egiluvchan bo'lib qoldi.U erdan ular varaqni qattiq trubkaga aylantirdilar.Quritgandan so'ng, varaq to'liq barqaror va funktsional naycha sifatida qulflangan.Jarayonni orqaga qaytarish uchun ular trubkani yana suvga qo'yishdi, u erda u o'ralib, origami yulduziga aylantirildi.
"Materialni 3D bosib chiqarish va keyin uning doimiy shakllarini o'rnatishning ikki bosqichli jarayoni mikron darajasiga qadar strukturaviy xususiyatlarga ega bo'lgan haqiqatan ham murakkab shakllarni yaratishga imkon beradi", dedi Cera."Bu materialni to'qimachilikdan to'qimachilik muhandisligigacha bo'lgan keng doiradagi ilovalar uchun mos qiladi."
"Siz har kuni o'lchami va shakli moslashtirilishi mumkin bo'lgan brassierlarni tayyorlash uchun shu kabi tolalardan foydalanasizmi yoki tibbiy terapevtika uchun harakatlantiruvchi to'qimachilik ishlab chiqarishga harakat qilyapsizmi, Lukaning ishining imkoniyatlari keng va hayajonli", dedi Parker."Biz to'qimachilikni biologik molekulalarni muhandislik substratlari sifatida ishlatib, ular ilgari hech qachon qo'llanilmagan holda qayta tasavvur qilishni davom ettirmoqdamiz."
Yuborilgan vaqt: 21-sentyabr, 2020-yil