خیار دریایی برای دفاع از خود در برابر شکارچیان، پوست خود را سخت و محکم میکند. بهتازگی محققان دانشگاه کالیفرنیا، با الهام از این خصوصیت خیار دریایی، نانوکامپوزیت جدیدی را طراحی کردهاند. دانشمندان دانشگاه کیس وسترن، اظهار داشتند که این کشف میتواند در کاربردهای زیستپزشکی ازجمله بیماره های مغزی سودمند باشد.
تقلید از خیار دریایی در نانوکامپوزیت زیستی
خیار دریایی برای دفاع از خود در برابر شکارچیان، پوست خود را سخت و محکم میکند.
بهتازگی محققان دانشگاه کالیفرنیا، با الهام از این خصوصیت خیار دریایی،
نانوکامپوزیت جدیدی را طراحی کردهاند. دانشمندان دانشگاه کیس وسترن، اظهار داشتند
که این کشف میتواند در کاربردهای زیستپزشکی ازجمله بیماره های مغزی سودمند باشد.
خیار دریایی(یکی از وابستگان ستاره دریایی که از لاشههای ته اقیانوس تغذیه میکند)
میتواند در عرض چند ثانیه سخت شود. این جانور برای این کار از قابلیتِ کنترل برهمکنشهای
بین تارهای کلاژن(collagen) موجود در بافتهای خود، بهره میگیرد. محققان مذکور
تلاش کردند تا با ساخت شبکهای از نانوالیاف سلولزی و اضافه کردن این شبکه به یک
ماده پلیمری لاستیکی، از این پدیده طبیعی تقلید کنند.
این نانوالیاف که در یک شبکه صلب قرار گرفتهاند، در نبود آب موجب سخت شدن کل ماده
کامپوزیتی میشوند. رُوان در این باره میگوید: « نانوالیاف مذکور در غیاب آب به
یکدیگر میچسبند و این شبکه نانوالیافی، خواص مکانیکی نانوکامپوزیت را تعیین خواهد
کرد. در چنین حالتی، نانوکامپوزیت مانند یک قاب CD سخت میگردد؛ اما اگر این ماده
با آب تماس پیدا کند، مولکولهای آب نانوالیاف را از یکدیگر جدا کرده، این ماده
کامپوزیتی حدود هزار برابر نرمتر میشود، به طوری که خواص آن شبیه خواص یک لاستیک
نرم میشود».
کرایگ هاوکر، یک دانشمند علوم مواد از دانشگاه کالیفرنیا، در این باره گفت: «به
اعتقاد من، این کشف یکی از جالبترین اقدامات اخیر در زمینه طراحی مواد جدید است و
میتواند در زمینههای مختلف، کاربردهای بالقوهای داشته باشد. علاوه بر این، این
کشف میتواند به شکلی ریشهای، نحوه اندیشیدن دانشمندان درباره نانومواد را تغییر
دهد».
این دانشمندان معتقدند که میتوان با جاسازی این مواد قابل کلیدزنی در میکروالکترودها
و کاشت آنها در مغز، بیماریهایی مانند پارکینسون را درمان کرد. به کمک این مواد میتوان
به شکلی ملایم و بدون ایجاد هیچ جراحتی، به درون محیط آبی بدن وارد شد.
همچنین این دانشمندان با انجام آزمایش روی ترکیب مواد مذکور، نانوکامپوزیتی را
تولید کردند که با تغییرات دما تغییر خاصیت میدهد. آنها امیدوارند که در آینده
بتوانند مواد مشابهی را تولید کنند که با سیگنالهای شیمیایی یا الکتریکی قابل
کلیدزنی باشد.
هاوکر افزود: «میتوان بهعنوان یکی از کاربردهای آینده، از لباسهای محافظی یاد
کرد که در زمان پوشیدن نرم و قابل انعطاف اند، اما در مواقع لازم سخت میگردند.
اساس این کاربرد، همان فرایندی است که خیار دریایی از آن استفاده میکند».
این محققان نتایج کار خود را تحت عنوان «نانوکامپوزیتهای پلیمریِ دارای پاسخ سریع
به تحریکات، تقلیدکننده از پوست خیار دریایی» در مجله Science منتشر کردهاند.
