Sakumaha terang saha waé anu kantos ngalempengkeun rambutna, cai mangrupikeun musuh.Buuk anu dilempengkeun ku panas bakal mantul deui jadi curls sakedapan keuna kana cai.Naha?Kusabab bulu boga memori bentuk.Sipat bahan na ngamungkinkeun pikeun ngarobah bentuk dina respon kana rangsangan tangtu sarta balik deui ka bentuk aslina dina respon kana batur.
Kumaha upami bahan sanés, khususna tékstil, ngagaduhan mémori bentuk ieu?Bayangkeun kaos oblong anu gaduh liang pendingin anu dibuka nalika kakeunaan kalembaban sareng ditutup nalika garing, atanapi hiji-ukuran-cocog-sadaya pakean anu manjang atanapi nyusut kana ukuran hiji jalma.
Ayeuna, peneliti di Harvard John A. Paulson Sakola Téknik sarta Élmu Terapan (SEAS) geus ngembangkeun hiji bahan biocompatible nu bisa 3D-dicitak kana sagala bentuk jeung pre-diprogram kalawan memori bentukna malik.Bahanna didamel nganggo keratin, protéin serat anu aya dina rambut, kuku sareng cangkang.Para panalungtik nimba keratin tina sésa wol Agora dipaké dina manufaktur tékstil.
Panalitian tiasa ngabantosan usaha anu langkung lega pikeun ngirangan runtah dina industri busana, salah sahiji polutan pangbadagna pangeusina.Parantos, désainer sapertos Stella McCarthy ngémutan deui kumaha industri ngagunakeun bahan, kalebet wol.
"Kalayan proyék ieu, kami parantos nunjukkeun yén urang henteu ngan ukur tiasa ngadaur ulang wol tapi urang tiasa ngawangun hal-hal tina wol daur ulang anu teu acan kantos dibayangkeun sateuacanna," saur Kit Parker, Profesor Kulawarga Tarr Bioengineering sareng Fisika Terapan di SEAS sareng senior. panulis makalah.“Implikasi pikeun kelestarian sumber daya alam jelas.Kalayan protéin keratin daur ulang, urang tiasa ngalakukeun saloba, atanapi langkung, tibatan anu parantos dilakukeun ku ngagunting sato dugi ka ayeuna sareng, ku cara kitu, ngirangan dampak lingkungan tina industri tékstil sareng busana.
Panalungtikan ieu diterbitkeun dina Bahan Alam.
Konci pikeun kamampuan ngarobih bentuk keratin nyaéta struktur hierarki na, saur Luca Cera, sasama postdoctoral di SEAS sareng panulis kertas munggaran.
Hiji ranté tunggal keratin disusun jadi struktur spring-kawas katelah alpha-helix.Dua tina ranté ieu pulas babarengan pikeun ngabentuk struktur dipikawanoh salaku coiled coil.Loba coil coiled ieu dirakit kana protofilaments sarta ahirna serat badag.
"Organisasi héliks alfa sareng beungkeut kimia konéktif masihan bahan kakuatan sareng mémori bentukna," saur Cera.
Nalika serat manjang atawa kakeunaan stimulus nu tangtu, struktur kawas spring uncoil, sarta beungkeut realign pikeun ngabentuk béta-sheet stabil.Serat tetep dina posisi éta nepi ka dipicu coil deui kana bentuk aslina.
Pikeun demonstrate prosés ieu, peneliti 3D-dicitak lembar keratin dina rupa-rupa wangun.Aranjeunna ngaprogram bentuk permanén bahan - bentukna bakal balik deui nalika dipicu - nganggo solusi hidrogén péroxida sareng monosodium fosfat.
Sakali mémori disetél, lambaranana tiasa diprogram deui sareng didamel kana bentuk énggal.
Contona, hiji lambar keratin narilep jadi béntang origami kompléks salaku bentuk permanén na.Sakali mémori diatur, peneliti dunked béntang dina cai, dimana eta unfolded sarta jadi malleable.Ti dinya, aranjeunna ngagulung lambaranana kana tabung anu ketat.Saatos garing, lambaranana dikonci salaku tabung anu stabil sareng fungsional.Pikeun ngabalikeun prosés, aranjeunna nempatkeun tabung deui kana cai, dimana eta unrolled tur narilep deui kana hiji béntang origami.
"Prosés dua-léngkah ieu percetakan 3D bahan lajeng netepkeun wangun permanén na ngamungkinkeun pikeun fabrikasi wangun bener pajeulit jeung fitur struktural handap ka tingkat micron," ceuk Cera."Hal ieu ngajantenkeun bahan cocog pikeun sajumlah ageung aplikasi tina tékstil dugi ka rékayasa jaringan."
"Naha anjeun nganggo serat sapertos kieu pikeun ngadamel bra anu ukuran sareng bentuk cangkir tiasa disaluyukeun unggal dinten, atanapi anjeun nyobian ngadamel tékstil aktuasi pikeun terapi médis, kamungkinan karya Luca lega sareng pikaresepeun," saur Parker."Kami terus ngabayangkeun tékstil ku ngagunakeun molekul biologis salaku substrat rékayasa sapertos anu henteu kantos dianggo sateuacanna."
waktos pos: Sep-21-2020