Lykas elkenien dy't har hier oait rjocht hat, wit, is wetter de fijân.Hier mei soarch rjochte troch waarmte sil weromkeare yn krullen sa't it wetter oanrekket.Wêrom?Omdat hier hat foarm ûnthâld.Syn materiaal eigenskippen tastean it te feroarjen foarm yn reaksje op bepaalde prikels en werom nei syn oarspronklike foarm yn reaksje op oaren.
Wat as oare materialen, benammen tekstyl, dit soarte fan foarmûnthâld hiene?Stel jo in t-shirt foar mei koelventilaasjes dy't iepene as bleatsteld oan focht en sletten as droech, of ien-maat-past-alle klean dy't strekt of krimpt nei de mjittingen fan in persoan.
No hawwe ûndersikers oan 'e Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) in biokompatibel materiaal ûntwikkele dat kin wurde 3D-printe yn elke foarm en foarprogrammearre mei omkearber foarmûnthâld.It materiaal wurdt makke mei keratine, in fibrous proteïne fûn yn hier, nagels en skelpen.De ûndersikers helle de keratine út oerbliuwende Agora-wol dy't brûkt waard yn tekstylproduksje.
It ûndersyk kin de bredere ynspanning helpe om ôffal te ferminderjen yn 'e moade-yndustry, ien fan' e grutste fersmoargers op 'e planeet.Al meitsje ûntwerpers lykas Stella McCarthy wer yn byld hoe't de yndustry materialen brûkt, ynklusyf wol.
"Mei dit projekt hawwe wy sjen litten dat wy net allinich wol kinne recycleje, mar wy dingen kinne bouwe út 'e recycled wol dy't noch noait earder binne foarsteld," sei Kit Parker, de Tarr Family Professor of Bioengineering and Applied Physics by SEAS en senior skriuwer fan it papier.“De gefolgen foar de duorsumens fan natuerlike boarnen binne dúdlik.Mei recycled keratineproteïne kinne wy krekt safolle, of mear, dwaan as wat oant no ta dien is troch bisten te skearjen en dêrmei de miljeu-ynfloed fan de tekstyl- en moade-yndustry ferminderje.”
It ûndersyk is publisearre yn Nature Materials.
De kaai foar de foarmferoarjende kapasiteiten fan keratine is har hiërargyske struktuer, sei Luca Cera, in postdoctoral fellow by SEAS en earste auteur fan it papier.
In inkele keten fan keratine is arranzjearre yn in spring-like struktuer bekend as alpha-helix.Twa fan dizze keatlingen draaie tegearre om in struktuer te foarmjen bekend as in spiraal.In protte fan dizze coiled coils wurde gearstald yn protofilaments en úteinlik grutte fezels.
"De organisaasje fan 'e alfa-helix en de ferbinende gemyske obligaasjes jouwe it materiaal sawol sterkte as foarmûnthâld," sei Cera.
As in glêstried wurdt útwreide of bleatsteld oan in bepaalde stimulus, de spring-like struktueren uncoil, en de obligaasjes realign te foarmjen stabile beta-blêden.De glêstried bliuwt yn dy posysje oant it wurdt trigger om werom te spoelen yn syn oarspronklike foarm.
Om dit proses te demonstrearjen, hawwe de ûndersikers 3D-printe keratineblêden yn in ferskaat oan foarmen.Se programmearre de permaninte foarm fan it materiaal - de foarm dêr't it altyd nei sil weromkomme as it wurdt trigger - mei in oplossing fan wetterstofperoxid en mononatriumfosfaat.
Sadree't it ûnthâld wie ynsteld, it blêd koe wurde opnij programmearre en getten yn nije foarmen.
Bygelyks, ien keratineblêd waard fold yn in komplekse origami-stjer as har permaninte foarm.Sadree't it ûnthâld wie ynsteld, de ûndersikers dunked de stjer yn wetter, dêr't it ûntfolde en waard smeedbaar.Dêrwei rôlen se it blêd yn in strakke buis.Ienris droech waard it blêd ynsletten as in folslein stabile en funksjonele buis.Om it proses werom te kearen, sette se de buis werom yn wetter, wêr't it útrôle en werom fold yn in origami-stjer.
"Dit proses fan twa stappen fan 3D-printsjen fan it materiaal en dan it ynstellen fan har permaninte foarmen makket it meitsjen fan echt komplekse foarmen mei strukturele funksjes oant it mikronnivo mooglik," sei Cera."Dit makket it materiaal geskikt foar in grut oanbod fan tapassingen fan tekstyl oant tissue-technyk."
"Of jo sokke fezels brûke om beha's te meitsjen wêrfan de bekergrutte en foarm elke dei kinne wurde oanpast, of jo besykje aktuearjende tekstylen te meitsjen foar medyske therapeutyk, de mooglikheden fan Luca's wurk binne breed en spannend," sei Parker."Wy bliuwe tekstyl opnij yntinke troch biologyske molekulen te brûken as technyske substraten lykas se noch noait earder binne brûkt."
Posttiid: Sep-21-2020