تطور جامعة هارفارد مواد جديدة متوافقة حيوياً يمكن طباعتها ثلاثية الأبعاد بأي شكل

نعلم أنه حتى الشعر الذي تم فرده بعناية عند درجة حرارة عالية سوف يتجعد عند تعرضه للماء. هذا لأن ذاكرة شكل الشعر ، أي الخصائص المادية للشعر ، تسمح له بتغيير شكله تحت محفزات معينة والعودة إليه تحت محفزات أخرى. الشكل الأصلي.

وإلهامًا من ذلك ، حوّل الباحثون عناصر بحثهم إلى مواد أخرى ، مثل المنسوجات. فكرة واعدة عن شكل ذاكرة المنسوجات هي: قميص يفتح في بيئة رطبة ويغلق عندما يجف. يمكن أن تمتد إلى حجم الشخص. هذا يعني أيضًا أنه سيكون فستانًا يناسب الجميع.

الآن ، طور باحثون في جامعة هارفارد مادة متوافقة حيويًا يمكن طباعتها ثلاثية الأبعاد في أي شكل ومبرمجة مسبقًا من خلال ذاكرة قابلة للانعكاس.

هذه المادة مصنوعة من الكيراتين ، وهو نوع من الفيبرين الموجود في الشعر والأظافر والقشور. من وجهة نظر التركيب الجزيئي ، يتم ترتيب خيوط الكيراتين المفردة في هيكل يشبه الزنبرك يسمى حلزون ألفا. إنها بنية ألفا الحلزونية والروابط الكيميائية التي تمنح هذه المادة قوة وذاكرة الشكل.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم ربط خيوط الكيراتين معًا لتشكيل بنية تسمى الملف اللولبي. يتم تجميع العديد من هذه الحلقات المجعدة في خيوط خام ، والتي تشكل في النهاية أليافًا كبيرة. عندما يتم شد أو إعادة ترتيب ورقة ليفية معينة ، يتم شد الألياف إلى هيكل مستقر. تظل الألياف في هذا الوضع حتى يتم تشغيلها للعودة إلى شكلها الأصلي.

لإثبات هذه العملية ، قام الباحثون بطباعة أوراق كيراتين ثلاثية الأبعاد بأشكال مختلفة. استخدموا بيروكسيد الهيدروجين ومحاليل فوسفات أحادية الصوديوم لبرمجة الشكل الدائم للمادة - فهي تعود دائمًا إلى شكلها الأصلي عند تشغيلها. بالإضافة إلى ذلك ، بمجرد ضبط ذاكرة شكل الكيراتين ، يمكن إعادة برمجتها وتشكيلها في شكل جديد.

على سبيل المثال ، يتم طي ورقة الكيراتين في شكل نجمة اوريغامي المعقدة كشكلها الدائم. بمجرد إنشاء الذاكرة ، يقوم الباحثون بغمر النجم في الماء ، وسوف يتحول إلى بلاستيك عندما ينفتح في الماء.

تصور الباحثون بعض الاستخدامات المثيرة للاهتمام لهذه المادة الجديدة المشوهة. إنهم يعتقدون أنه يمكن استخدام هذه المادة في صنع حمالات الصدر ذات الأشكال وأحجام الأكواب القابلة للتخصيص ، أو القمصان ذات الأحجام الحرة ، أو الملابس ذات الفتحات التي يمكن فتحها وفقًا للرطوبة. بهذه الطريقة ، يأمل الباحثون أن يساعد ذلك في حل مشكلة النفايات في صناعة الأزياء.