Жидкие воздействия делает жесткого пластика мягкие
Новый подход к разработке полимерных нанокомпозитов, которые изменяют их механические свойства при воздействии определенных химических раздражителей была разработана группой исследователей из департаментов макромолекул науки и техники и биомедицинской инженерии в случае школа инженерии и Луи Стокса Кливленд кафедра по делам ветеранов медицинского центра. Полимер может меняться от жесткого до мягкого пластика, и наоборот за считанные секунды при контакте с жидкостью.
"Мы можем инженер новых полимеров изменения их механических свойств - в частности, жесткость и прочность - в запрограммированных моды при воздействии определенного химического вещества", говорит Кристоф Ведер, профессор Case Western Reserve Univ.
"Наши новые материалы с учетом конкретно реагировать на воде и обнаруживать минимальные опухоль, поэтому они не впитывают воду, как губка", отмечает, аспирант Kadhiravan Шанмуганатам.
Ученые использовали биомиметических подход (т.е., подражая биология), который копирует естественный дизайн кожи морских огурцов. "Эти существа могут обратимо и быстро изменить жесткость их кожи. Обычно это очень мягкий, но, например, в ответ на угрозу, животное может активировать его" бронежилетов ', автор упрочнения своей коже, "объясняет Джеффри Р. Capadona, помощник следователя А. Расширенный платформы технологии (APT) Центра - кто морских огурцов в своем аквариуме.
Морские биологи показали, что эффект переключения в биологической ткани происходит от четкую структуру нанокомпозита, в котором весьма жесткие нановолокон коллагена, внедренные в мягкой соединительной ткани. Специальные химические вещества, выделяемые нервной системы животных и управления взаимодействием коллагена нановолокон посредником жесткости. При подключении, нановолокон форме укрепления сети, что увеличивает общую жесткость материала значительно по сравнению с отключенной (мягкие) состоянии.
Case Western Reserve / В. А. команда, заинтересованных в биомедицинских приложений, например, в качестве подложки для адаптивной интракортикальных микроэлектродов. Эти устройства разрабатываются в рамках "искусственной нервной системы", которые обладают потенциалом для лечения пациентов, страдающих расстройствами медицинской, в которых интерфейс тела к мозгу под угрозу, таких как болезнь Паркинсона, инсульт или травмы спинного мозга.
Проблема наблюдается при экспериментальных исследованиях в том, что качество мозга сигналов, записанных таких микроэлектродов обычно ухудшается в течение нескольких месяцев после имплантации, делая хронического применения сложной задачей. Одна из гипотез такого провала состоит в том, что высокая жесткость этих электродов, которая необходима для их интеграции, причиняет вред окружающим, очень мягкие ткани мозга с течением времени. "Мы считаем, что электроды, которые используют механически адаптивной полимер в качестве подложки может решить эту проблему", объясняет Дастин Тайлер, который специализируется на нейронных взаимодействия и функциональной электростимуляции в APT центр.
Разработка и испытание экспериментального микроэлектродов, которые связаны с новой адаптивной материалов в настоящее время. "Мы разработали наши первые материалы в ответ на воду, чтобы жесткие электроды становятся мягкими при имплантации в воду богатых мозга", объясняет Стюарт Роуэн, профессор Case Western Reserve Univ. и один из старших авторы нового исследования.
