Harvard University utvikler nye biokompatible materialer som kan 3D-trykkes i enhver form

Vi vet at til og med hår som er rettet ut forsiktig ved høy temperatur vil krølle seg når de blir utsatt for vann. Dette er fordi hårets formminne, det vil si hårets materialegenskaper, lar det endre form under visse stimuli og gå tilbake til det under andre stimuli. Den opprinnelige formen.

Inspirert av dette vendte forskerne forskningsobjektene sine mot andre materialer, for eksempel tekstiler. En lovende ide om formminnet til tekstiler er: en t-skjorte som åpnes i et fuktig miljø og lukkes når det er tørt. Den kan strekkes til størrelsen på en person. Dette betyr også at det blir en A-kjole som passer for alle.

Nå har forskere ved Harvard University utviklet et biokompatibelt materiale som kan 3D-trykkes i hvilken som helst form og forhåndsprogrammert gjennom reversibelt formminne.

Dette materialet er laget av keratin, en type fibrin som finnes i hår, negler og skall. Fra et molekylært struktursyn er de enkelte keratinstrengene ordnet i en fjærlignende struktur kalt alfa-helix. Det er alfa-helixstrukturen og de kjemiske bindingene som gir dette materialet styrke og formminne.

I tillegg er de to strengene av keratin vridd sammen for å danne en struktur som kalles en spiralspiral. Mange av disse krympede løkkene er samlet i rå filamenter, som til slutt danner store fibre. Når et bestemt fiberark strekkes eller omorganiseres, strekkes fibrene til en stabil struktur. Fiberen forblir i denne posisjonen til den utløses til å rulle tilbake til sin opprinnelige form.

For å bevise denne prosessen trykte forskerne keratinark av forskjellige former. De brukte hydrogenperoksid- og mononatriumfosfatløsninger for å programmere materialets permanente form - det går alltid tilbake til sin opprinnelige form når det utløses. I tillegg, når formminnet til keratin er satt, kan det omprogrammeres og formes til en ny form.

For eksempel brettes et keratinark til en kompleks origami-stjerne som sin permanente form. Når minnet er etablert, dypper forskerne stjernen i vann, og den blir plast når den utfolder seg i vannet.

Forskerne så for seg noen interessante bruksområder for dette nye deformerbare materialet. De tror at materialet kan brukes til å lage bh'er med tilpassbare former og koppestørrelser, t-skjorter i fri størrelse eller klær med åpninger som kan åpnes i henhold til fuktighet. På denne måten håper forskerne at dette vil bidra til å løse avfallsproblemet i moteindustrien.