Saçını düzleştiren herkesin bildiği gibi, su düşmandır.Isı ile özenle düzleştirilen saçlar, suya değdiği anda buklelere geri dönecektir.Neden? Niye?Çünkü saçın şekil hafızası vardır.Malzeme özellikleri, belirli uyaranlara yanıt olarak şekil değiştirmesine ve diğerlerine yanıt olarak orijinal şekline geri dönmesine izin verir.
Ya diğer malzemeler, özellikle tekstiller bu tür bir şekil hafızasına sahip olsaydı?Neme maruz kaldığında açılan ve kuruduğunda kapanan soğutma delikleri olan bir tişört veya kişinin ölçülerine göre esneyen veya daralan her bedene uyan tek beden giysiler hayal edin.
Şimdi, Harvard John A. Paulson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu'ndaki (SEAS) araştırmacılar, herhangi bir şekle 3D olarak basılabilen ve tersine çevrilebilir şekil belleği ile önceden programlanabilen biyouyumlu bir malzeme geliştirdiler.Malzeme saç, tırnak ve kabuklarda bulunan lifli bir protein olan keratin kullanılarak yapılır.Araştırmacılar, tekstil üretiminde kullanılan artık Agora yününden keratin çıkardılar.
Araştırma, gezegendeki en büyük kirleticilerden biri olan moda endüstrisindeki israfı azaltma çabalarına yardımcı olabilir.Stella McCarthy gibi tasarımcılar şimdiden endüstrinin yün de dahil olmak üzere malzemeleri nasıl kullandığını yeniden hayal ediyor.
SEAS'ta Tarr Ailesi Biyomühendislik ve Uygulamalı Fizik Profesörü Kit Parker, “Bu proje ile sadece yünü geri dönüştürebileceğimizi değil, geri dönüştürülmüş yünden daha önce hiç hayal edilmemiş şeyler yapabileceğimizi de gösterdik” dedi. makalenin yazarı.“Doğal kaynakların sürdürülebilirliği üzerindeki etkileri açıktır.Geri dönüştürülmüş keratin proteini ile bugüne kadar hayvanların kırkılmasıyla yapılandan daha fazlasını yapabiliriz ve bunu yaparken tekstil ve moda endüstrisinin çevresel etkisini azaltabiliriz.”
Araştırma Nature Materials'da yayınlandı.
SEAS'ta doktora sonrası araştırmacı ve makalenin ilk yazarı olan Luca Cera, keratinin şekil değiştirme yeteneklerinin anahtarının hiyerarşik yapısı olduğunu söyledi.
Tek bir keratin zinciri, alfa sarmalı olarak bilinen yay benzeri bir yapı halinde düzenlenir.Bu zincirlerden ikisi, sarmal bobin olarak bilinen bir yapı oluşturmak için birlikte bükülür.Bu sarmal bobinlerin çoğu, protofilamentler ve nihayetinde büyük lifler halinde birleştirilir.
Cera, "Alfa sarmalının organizasyonu ve bağlayıcı kimyasal bağlar, malzemeye hem güç hem de şekil hafızası verir" dedi.
Bir lif gerildiğinde veya belirli bir uyarana maruz kaldığında, yay benzeri yapılar çözülür ve bağlar kararlı beta tabakaları oluşturmak üzere yeniden hizalanır.Lif, orijinal şekline geri sarılmak üzere tetiklenene kadar bu konumda kalır.
Bu süreci göstermek için araştırmacılar, çeşitli şekillerde keratin tabakalarını 3D yazdırdı.Bir hidrojen peroksit ve monosodyum fosfat çözeltisi kullanarak malzemenin kalıcı şeklini - tetiklendiğinde her zaman geri döneceği şekli - programladılar.
Hafıza bir kez ayarlandıktan sonra, sayfa yeniden programlanabilir ve yeni şekillere dönüştürülebilir.
Örneğin, bir keratin tabakası, kalıcı şekli olarak karmaşık bir origami yıldızına katlandı.Hafıza bir kez ayarlandıktan sonra, araştırmacılar yıldızı suya batırdılar, burada açıldı ve dövülebilir hale geldi.Oradan, levhayı sıkı bir tüpe sardılar.Kuruduktan sonra tabaka tamamen stabil ve işlevsel bir tüp olarak kilitlendi.İşlemi tersine çevirmek için tüpü tekrar suya koydular, burada açıldı ve bir origami yıldızına geri katlandı.
Cera, "Malzemeyi 3D olarak yazdırmak ve daha sonra kalıcı şekillerini ayarlamaktan oluşan bu iki aşamalı süreç, mikron seviyesine kadar yapısal özelliklere sahip gerçekten karmaşık şekillerin üretilmesine izin veriyor" dedi."Bu, malzemeyi tekstilden doku mühendisliğine kadar çok çeşitli uygulamalar için uygun hale getiriyor."
Parker, "İster kap boyutu ve şekli her gün özelleştirilebilen sutyenler yapmak için bu gibi lifler kullanıyor olun, ister tıbbi terapötikler için harekete geçirici tekstiller yapmaya çalışıyor olun, Luca'nın çalışmalarının olanakları geniş ve heyecan verici" dedi."Biyolojik molekülleri daha önce hiç kullanılmamış mühendislik substratları olarak kullanarak tekstilleri yeniden tasarlamaya devam ediyoruz."
Gönderim zamanı: Eylül-21-2020