Pod vplyvom biomimetiky vedci vyvinú biologicky odbúrateľný materiál, ktorý sa sám regeneruje a opravuje zlomeniny. Môže sa použiť napríklad na mechanické prvky
Vedci z Arizonskej štátnej univerzity v Spojených štátoch vyvinuli materiál, ktorý pozostáva z polymérov s akousi „tvarovou pamäťou“ - tento biologicky odbúrateľný materiál emuluje pôvodný tvar predmetu, ku ktorému je pripevnený. Potom sa také polyméry zabudujú do siete z optických vlákien (schopné detekovať poškodenie určitých materiálov), aby sa na poškodené miesto následne aplikovali tepelné stimuly pomocou infračerveného laseru.
Vyrobené teplo zase stimuluje výstužné a regeneračné mechanizmy. Ak je materiál poškodený, proces samoliečby môže obnoviť až 96% pôvodnej sily. Podľa vedcov systém nereprodukuje poškodené spojenia, ale urobí prestavbu zlomeniny, čím sa čo najviac priblíži pôvodnému tvaru. Tento materiál by mohol dokonca znížiť potrebu neustálej výmeny alebo opravy poškodených alebo znehodnotených materiálov a štruktúr, čím by sa znížili náklady.
Obrázok: polymér s „tvarovou pamäťou“ v akcii. Červená oblasť označuje, kde pôsobila sieť optických vlákien, a stimulovala tak materiál, aby nadobudol svoj pôvodný tvar.
Kosti fungujú
Vedecký výskum bol inšpirovaný biomimetikami „kopírovaním“ fungovania kostí, ktoré sú schopné detekovať poškodenie, prerušovať ich množenie a pomocou určitých buniek poškodené kosti remodelovať a regenerovať ich. Bunky, ktoré prispievajú k remodelácii kostí, sú: osteoklasty, ktoré reabsorbujú a remodelujú kostné tkanivo; a osteoblasty zodpovedné za tvorbu kostného tkaniva a niektoré proteíny tvoriace kostnú matricu, napríklad kolagén typu I (lepšie pochopenie fungovania vo videu v dolnej časti stránky).
Pri vývoji „kostnej kópie“ môže pomôcť ďalší prieskum tej istej inštitúcie. Mala za cieľ mineralizované kolagénové vlákna, ktoré sú nanostrukturálnymi blokmi vysoko konzervovaných kostí. Kombináciou simulácie molekulárnej dynamiky a tiež teoretickej analýzy vedci zistili, že nanostrukturálna charakteristika týchto vlákien im dodáva vysokú pevnosť a schopnosť udržať veľkú deformáciu. V dôsledku toho sú mineralizované kolagénové vlákna schopné tolerovať mikrotrhliny bez toho, aby spôsobili akékoľvek makroskopické zlyhanie v tkanive, čo môže byť nevyhnutné na umožnenie remodelácie.
Aplikácia materiálu
Ak sa inovácia vyvinie ďalej a prejde niekoľkými testami, môže sa použiť pri konštrukcii silných a ľahkých materiálov, ktoré môžu byť vystavené veľkému namáhaniu, ako zlúčeniny, ktoré sa používajú na náhradu kostí pri výrobe mechanických prvkov. a vytváranie nových materiálov.
