L’avance crée un matériau résistant capable de s’étirer, guérir et défendre

L'avance crée un matériau résistant capable de s'étirer, guérir et défendre

Une spécialité de la ville chinoise de Xi’an sont les nouilles étirées à la main, dont la structure a inspiré deux scientifiques de l’Université de Chicago pour créer un meilleur tissu synthétique. Crédits: Shutterstock

Un jour, tout en mangeant des plats à emporter, des scientifiques de l’Université de Chicago Bozhi Tian et Yin Fang ont commencé à penser aux nouilles, en particulier à leur élasticité. Une spécialité de Xi’an, la ville natale de Tian en Chine, sont les nouilles de blé étirées à la main jusqu’à ce qu’elles deviennent moelleuses, solides et élastiques. Pourquoi, se sont demandé les deux scientifiques des matériaux, n’a pas perdu de poids et s’affaiblit?

Ils ont commencé à expérimenter, en commandant des livres et des livres de nouilles au restaurant. « Ils sont devenus très méfiants », a déclaré Fang. « Je pense qu’ils pensaient que nous voulions voler leurs secrets pour ouvrir un restaurant rival. »

Mais ce qu’ils préparaient était une recette pour tissu synthétique—Cela pourrait imiter la peau biologique de plus près et tissu Que la technologie existante.

« Il s’avère que les granules d’amidon communs peuvent être l’ingrédient manquant pour un composé qui imite de nombreuses propriétés des tissus », a déclaré Fang, chercheur postdoctoral à UChicago et auteur principal d’un nouvel article publié le 29 janvier dans la revue. Importer. « Nous pensons que cela pourrait changer fondamentalement la façon dont nous pouvons fabriquer des matériaux similaires aux tissus. »

L’avance permet au tissu synthétique de s’étirer dans plusieurs directions, mais il guérit et se défend en réorganisant son structures internes —Comment est comment peau humaine se protège La découverte pourrait un jour conduire à des applications de la robotique douce et des implants médicaux à l’emballage alimentaire durable et à la biofiltration.

Comme de nombreuses inventions de la nature, la peau et les tissus sont des prouesses techniques extraordinaires qui ont été difficiles à imiter pour les humains. Tian est un chercheur de premier plan dans ce domaine, confronté à ce problème qui cherche à créer des interfaces entre les tissus biologiques et les systèmes artificiels.

La plupart des options actuelles pour les tissus synthétiques ne peuvent gérer qu’une ou deux des caractéristiques du tissu biologique: malléabilité mais pas de résistance, ou résistance mais pas d’auto-guérison.

Expérimentant avec les nouilles, les scientifiques ont découvert que la structure interne consistait en un réseau de gluten avec des granules d’amidon. « En fait, cela ressemblait beaucoup à un tissu biologique », a déclaré Fang, « car le tissu est constitué d’une matrice extracellulaire qui supporte les cellules individuelles. »

Le tissu synthétique est généralement constitué d’une maille en gel, qui imite la structure du matrice extracellulaire—Mais il ne contient pas d’analogue pour les cellules. Mais les scientifiques se sont demandé: que se passerait-il si les cellules étaient un élément important de la mécanique tissulaire?

L'avance crée un matériau résistant capable de s'étirer, guérir et défendre

Une image au microscope électronique des granules d’amidon (vert) intégrés dans la matrice d’hydrogel. Crédit: Tian, ​​Fang et al.

L’idée de Tian et Fang était d’incorporer des granules d’amidon dans une matrice de gel, pensant que cela changerait la façon dont le matériau se déplaçait.

Il l’a fait. Le « tissu » était non seulement solide et flexible, mais il a changé après avoir été étiré, un peu comme ce qui se passe lorsque vous entraînez vos muscles. « Cet » effet de mémoire « en particulier est extrêmement difficile à reproduire synthétiquement », a déclaré Tian, ​​professeur agrégé au Département de chimie.

La différence cruciale est la présence de granules d’amidon. Ils peuvent se déplacer légèrement en place lorsque le matériau est tendu, et sa capacité à se déplacer modifie constamment la structure interne, permettant au « tissu » de se déformer lorsqu’il pourrait autrement se casser.

Su liaisons hydrogène, qui peut être reformé après rupture, il permet également au matériau de se guérir. « Alors qu’ils sont encore contact physique, ces liens finiront par se former à nouveau « , a déclaré Yin.

Le concept offre des possibilités pour un certain nombre d’applications. Fang en particulier souhaite utiliser le matériau pour l’emballage alimentaire. Les oranges ou les bananes ont des pelures qui sont formées par une matrice similaire qui absorbe l’impact lorsqu’elles rebondissent dans un camion, mais pas d’autres aliments, et les composants sont biodégradables.

Les implants médicaux sont un autre domaine. La plupart ont besoin de composants durs, tels que des remplacements articulaires, mais ceux-ci ont tendance à provoquer une inflammation dans le corps humain. Tian a expliqué qu’une raison importante est qu’il existe un décalage mécanique entre le titane ou l’acier dur et les tissus mous du corps; Le tissu synthétique pourrait servir d’intermédiaire pour soulager les symptômes. « Nous avons également désespérément besoin d’un organe synthétique qui peut être filtré sélectivement, comme le font les reins humains, et cela peut offrir une voie pour ce type de biofiltration », a déclaré Tian.

Tian et Fang peuvent également imaginer le concept utile dans robotique douce, un domaine émergent qui permet aux robots d’avoir des compétences que les matériaux durs ne possèdent pas, comme serrer dans de petits endroits ou saisir délicatement des objets.

« Il y a tellement de possibilités », a déclaré Fang. « Nous sommes impatients d’explorer plus en détail. »

« C’est vraiment un nouvel angle en biomimétique », a déclaré Tian. « Habituellement, dans ce domaine, nous imitons l’évolution naturelle. Mais vous pouvez également imiter les pratiques humaines qui ont évolué, dans ce cas, plus de mille ans en faisant des nouilles en Chine. »


Les petites écailles pourraient servir de matériau sûr dans les implants pour renforcer les os et les articulations


Plus d’informations:
Yin Fang et al. Les granules dynamiques et programmables à l’échelle cellulaire permettent des matériaux similaires aux tissus, Importer (2020). DOI: 10.1016 / j.matt.2020.01.008

Citation:
Une percée crée un matériau résistant capable d’étirement, de guérison et de défense (2020, 4 février)
Récupéré le 10 mars 2020
depuis https://phys.org/news/2020-02-breakthrough-tough-material-defend.html

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Article Aléatoire

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Pour décourir les intelligence de chacun pierre, vous trouverez une grande liste à droite de ces page, aussi des sujets utiles pour utiliser les pierres en soins, Bonne lecture! La lithothérapie a autrefois apporté beaucoup à énormément de personnes à travers le monde, pourquoi pas à vous? Qu’est ce que la lithothérapie ? Aujourd’hui, la lithothérapie est expansé sur la terre entier, tout en or moins dans son impression originel qui est l’utilisation des pierres. À titre d’exemple, l’industrie s’est emparé du cristal pour utiliser ses propriétés vibratoires, doté d’une fréquence à la fois régulière et unique, pour réaliser des montres. Qui ne a ou bien n’a possédé au cours de ces dernières années une montre à spath ? Nous ne parlons pas d’ailleurs des parures de joyaux en pierres naturelles selon lesquelles nous sommes attirés par leur beauté. Pas dans l’hypothèse ou loin que cela à l’époque, nos aïeux offraient régulièrement les cadeaux naturels de la nature, connaissant exactement et leurs vertus. Au delà des symboles, quantités infinitésimales de minéraux intéressent les chercheurs contemporains pour leur densité et leur condensé de propriétés.

Dans un registre plus spirituel, nous entendrons de préférence balbutier de des pierres cependant les deux reposent sur cette même thèse qu’est la composition chimique de chacun minéral et de son impact sur son environnement.

Des résultats sont aujourd’hui prouvés, au travers de la magnétothérapie qui s’appuie sur la connaissance de la magnétite dans un d’autoguérison. Les vertus sédatives de la pierre d’aimant permettent ainsi un pressé dans ce cadre bien précis.

Dans un parallèle similaire, le cuivre détient également des reconnues thérapeutiquement. Aujourd’hui, de nombreux chercheurs s’accordent pour dire que l’impact vibratoire et actif des pierres sur psychisme et notre physique est issu d’une analogie structurelle. Quotidiennement, des éléments minéraux essentiels sont ingérés pour notre équilibre structurel. Ainsi, déposer une pierre d’or creux de sa main ou encore encourager un bijou en pierres naturelles disposant des appropriés s’avérer essentiel pour pallier à ce manquement.

La pierre en interrogation déclenche or contact de la peau une résonance vibratoire singulière qui va stimuler minéraux organiques, retirant de potentiels dysfonctionnements corporels. Chaque minéraux prompt d’une entracte unique et offre ainsi une activation des centres énergétiques (chakras).

Cette heurt va varier par rapport à sa composition chimique, de sa structure cristalline et de sa couleur. La pierre ou le minéraux en interrogation disposera ainsi de vertus particuliers et a pour but de réguler une partie de notre corps, ensuite de retrouver son équilibre fonctionnel.

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