Under påvirkning av biomimetikk utvikler forskere biologisk nedbrytbart materiale som regenererer seg selv for å reparere brudd. Den kan for eksempel brukes på mekaniske deler
Forskere ved Arizona State University i USA har utviklet et materiale som består av polymerer med et slags "formminne" - dette biologisk nedbrytbare materialet etterligner den opprinnelige formen på gjenstanden som den er festet til. Deretter inkorporeres slike polymerer i et fiberoptisk nettverk (som er i stand til å oppdage skade i visse materialer) for deretter å påføre termiske stimuli, ved hjelp av en infrarød laser, på det skadede området.
Den produserte varmen stimulerer i sin tur stivnings- og regenereringsmekanismer. Hvis materialet blir skadet, kan den selvhelbredende prosessen gjenopprette opptil 96% av den opprinnelige styrken. Ifølge forskerne gjenskaper ikke systemet de skadede forbindelsene, men gjør en ombygging av bruddet og kommer så nær den opprinnelige formen som mulig. Dette materialet kan til og med redusere behovet for konstant utskifting eller reparasjon av ødelagte eller forringede materialer og strukturer, og dermed redusere kostnadene.
Bilde: polymer med "formminne" i aksjon. Den røde regionen indikerer hvor det fiberoptiske nettverket handlet, og stimulerte materialet til å ta sin opprinnelige form.
Ben fungerer
Vitenskapelig forskning ble inspirert av biomimetikk ved å "kopiere" funksjonen til bein, som er i stand til å oppdage skade, stoppe spredning av dem, og ved å bruke visse celler, modernisere skadede bein, regenerere dem. Cellene som bidrar til ombygging av bein er: osteoklaster, som absorberer og moderniserer beinvev; og osteoblaster, ansvarlig for dannelsen av beinvev og noen proteiner som utgjør beinmatrisen, for eksempel type I kollagen (bedre forstå hvordan det fungerer i videoen nederst på siden).
En annen undersøkelse fra samme institusjon kan hjelpe i utviklingen av "beinkopi". Hun hadde som objekt mineraliserte kollagenfibre, som er nanostrukturelle blokker med sterkt konserverte bein. Gjennom en kombinasjon av simulering av molekylær dynamikk og også teoretisk analyse, observerte forskerne at den nanostrukturelle karakteristikken til disse fibrene gir dem høy styrke og evnen til å opprettholde stor deformasjon. Som en konsekvens er mineraliserte kollagenfibre i stand til å tåle mikrosprekker uten å forårsake makroskopisk svikt i vevet, noe som kan være viktig for å tillate ombygging.
Materiell applikasjon
Hvis innovasjonen utvikler seg videre og består flere tester, kan den brukes i konstruksjonen av sterke og lette materialer, som kan bli utsatt for mye stress, som forbindelser som skal brukes til å erstatte bein i produksjonen av mekaniske deler og skape nye materialer.
