روش ساخت موادی قوی‌تر و ماندگارتر
روش ساخت موادی قوی‌تر و ماندگارتر
مجله علمی ایلیاد - استراتژی الهام گرفته شده از فرآیند رشد ماهیچه‌ها می‌تواند به توسعه‌ی مواد قوی‌تر و ماندگارتری منجر شود. محققین دانشگاه هوکایدو، استراتژی جدیدی توسعه داده‌اند و موادی ساخته‌اند که در اثر وارد آمدن فشارهای مکانیکی تقویت می‌شوند. یافته‌های آن‌ها در مجله‌ی Science چاپ شده است و می‌تواند راه را برای تولید مواد ماندگار و سازگار با محیط اطراف هموار کند. استراتژی استفاده شده، در واقع از فرآیند مورد استفاده در ماهیچه‌های انسان الهام گرفته شده است. در اثر فعالیت‌های ورزشی فیبرهای ماهیچه‌ی انسان از بین می‌روند و فیبرهای جدیدتر و قوی‌تری تشکیل می‌شوند. برای انجام این کار، باید به ماهیچه‌ها «آمینواسید» برسد. آمینواسیدها بلوک‌های سازنده‌ی پروتئین‌هایی هستند که با ترکیب شدن با یکدیگر فیبرهای ماهیچه‌ها را تشکیل می‌دهند.
«جیان پینگ گونگ» متخصص پلیمر و همکارانش از دانشگاه سوری برای شبیه‌سازی فرآیند مورد استفاده در ماهیچه‌ها، استراتژی «هیدروژل‌های شبکه‌ی دوگانه» را به کار گرفتند. این شبکه‌ی هیدروژل، نرم ولی در عین حال محکم است و از ۸۵ درصد وزنی آب و دو نوع شبکه‌ی پلیمری تشکیل شده است؛ یکی صلب و شکننده و دیگری نرم و انعطاف‌پذیر. محققین این هیدروژل را درون محلولی شامل مولکول‌های مونومر قرار می‌دهند. این محلول در واقع نقش خون را بازی کرده و آمینواسید را به ماهیچه‌ها می‌رساند.
وارد آمدن نیروی کششی به هیدروژل باعث شکستن تعدادی از شبکه‌های صلب آن می‌شود. این کار منجر به ایجاد رادیکال‌های مکانیکی در انتهای زنجیره‌های پلیمری می‌شود. این رادیکال‌ها باعث جذب شدن مونومرهای موجود در محلول به درون هیدروژل می‌شوند و آن‌را تقویت می‌کنند. با وارد آمدن کشش بیشتر، فرآیند شکستن و استحکام ادامه می‌یابد. با انجام این فرآیند، استحکام و صلبیت هیدروژل به ترتیب ۱.۵ و ۲۳ برابر و وزن هیدروژل ۸۶درصد افزایش می‌یابد. گروه محققین در مرحله‌ی بعد، هیدروژل را با مونومرهای خاص به نحوی ساختند که اگر درجه‌ی حرارت آن بالا رود، سطح آن بیشتر نسبت به آب مقاوم شود.
محققین بر این عقیده هستند که کار آن‌ها می‌تواند منجر به توسعه‌ی مواد رشدکننده، برای بیمارانی شود که از آسیب‌های ماهیچه‌ای رنج می‌برند. پروفسور گونگ می‌گوید: «از آن‌جا که ژل‌ها دارای مشخصه‌های مشابهی هستند، این فرآیند می‌تواند در بسیاری از ژل‌ها مورد استفاده قرار گیرد و کاربردهای آن‌را گسترده‌تر کند.»
نوشته: ScienceDaily
ترجمه: امید محمدی – مجله علمی ایلیاد
ترجمه: امید محمدی – مجله علمی ایلیاد