Szyszka inspiracją dla biomimetyków

Szyszka inspiracją dla biomimetyków

Chociaż istnieją już materiały z pamięcią, które są w stanie zmienić kształt w zależności od określonego bodźca, naukowcy z ETC w Zurychu stworzyli coś całkiem innowacyjnego. Czerpiąc inspirację z szyszki, opracowali proces, który umożliwia szerszy wybór spośród materiałów, które oferowałyby możliwość zapamiętywania kształtu.

Prowadzony, przez grupę pod kierownictwem profesora Andre Sudarta, projekt rozpoczął się od podglądania sposobu zamykania się szyszek pod wpływem zawilgocenia, a następnie powracaniu ich kształtu do początkowej formy. Okazuje się, że każda z łusek szyszek składa się z dwóch warstw wykonanych z tego samego materiału. Sztywne włókna, które je tworzą, są ustawione w każdej z nich stosunku do siebie pod kątem prostym.

Po wystawieniu na działanie wilgoci, obie warstwy pęcznieją, a kierunek ułożenia włókien, sprawia, że każda warstwa rozchodzi się w inną stronę. Konsekwencją tego procesu jest fakt, że w jednej warstwie łuska rozciągana jest wzdłużnie, a w drugiej poprzecznie, co pozwala im się zamknąć.

Zastosowanie tej wiedzy w technologii tworzyw sztucznych było kwestią czasu. Naukowcy opracowali żelatynę, w którą wbudowali płytki aluminiowe, tworząc kompozyt będący odpowiednikiem szyszkowej łuski. Płytki były wstępnie pokryte nanocząsteczkami żelaza, dzięki czemu przy wykorzystaniu słabego pola magnetycznego, udało się je ułożyć w jednym kierunku.

Po stworzeniu dwóch warstw, przeprowadzono badania z wykorzystaniem wilgoci. Pod jej wpływem, niektóre zwoje zwijały się spiralnie, drugie w świński ogon, jedne mocniej, drugie słabiej. Materiały nie zachowywały się również jednakowo na całej swej długości, co pozwoliło dokonać badaczom wielu obserwacji i wyciągnąć cenne wnioski.

Studart twierdzi, że każdy materiał, który reaguje na bodźce zewnętrzne może zostać wykorzystany w ten sposób, nawet płytki krwi, które w naturalny sposób pokryte są żelazem. Potencjalne aplikacje osiągnięcia naukowców to, na przykład wyroby ceramiczne samodostosowujące swój kształt, czy biodegradowalne implanty, które aktywne są wyłącznie w określonych partiach ciała.

(rr)