มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดพัฒนาวัสดุ Biocompatible ใหม่ที่สามารถพิมพ์ 3D เป็นรูปร่างใด ๆ

เรารู้ว่าแม้ผมที่ได้รับการยืดอย่างระมัดระวังที่อุณหภูมิสูงจะขดตัวขึ้นเมื่อสัมผัสกับน้ํา. นี้เป็นเพราะหน่วยความจํารูปร่างของผม, นั่นคือ, คุณสมบัติของวัสดุของผม, ช่วยให้การเปลี่ยนแปลงรูปร่างภายใต้สิ่งเร้าบางอย่างและกลับไปภายใต้สิ่งเร้าอื่น ๆ. รูปร่างเดิม

แรงบันดาลใจจากสิ่งนี้นักวิจัยหันวัตถุการวิจัยของพวกเขาไปยังวัสดุอื่น ๆ เช่นสิ่งทอ ความคิดที่มีแนวโน้มเกี่ยวกับความทรงจํารูปร่างของสิ่งทอคือเสื้อยืดที่เปิดในสภาพแวดล้อมที่ชื้นและปิดเมื่อมันแห้ง มันสามารถยืดไปยังขนาดของคน นอกจากนี้ยังหมายความว่ามันจะเป็นชุดที่เหมาะกับทุกคน

ตอนนี้นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดได้พัฒนาวัสดุ biocompatible ที่สามารถพิมพ์ 3D เป็นรูปร่างใด ๆ และโปรแกรมล่วงหน้าผ่านหน่วยความจํารูปร่างกลับ.

วัสดุนี้ทําจากเคราตินซึ่งเป็นชนิดของไฟบรินที่พบในผมเล็บและเปลือกหอย จากมุมมองของโครงสร้างโมเลกุลเส้นเดียวของเคราตินจะถูกจัดเป็นโครงสร้างเหมือนฤดูใบไม้ผลิที่เรียกว่าเปลือกอัลฟา มันเป็นโครงสร้างเกลียวอัลฟาและพันธะเคมีที่ให้ความแข็งแรงของวัสดุและหน่วยความจํารูปร่างนี้

นอกจากนี้สองเส้นของเคราตินจะบิดกันเพื่อสร้างโครงสร้างที่เรียกว่าขดลวดเกลียว หลายลูป crimped เหล่านี้จะประกอบเป็นเส้นใยดิบซึ่งในที่สุดรูปแบบเส้นใยขนาดใหญ่ เมื่อแผ่นเส้นใยโดยเฉพาะถูกยืดหรือจัดใหม่เส้นใยจะถูกยืดเข้าไปในโครงสร้างที่มั่นคง เส้นใยยังคงอยู่ในตําแหน่งนี้จนกว่าจะถูกเรียกให้ย้อนกลับไปยังรูปร่างเดิม

เพื่อพิสูจน์กระบวนการนี้นักวิจัย 3D พิมพ์แผ่นเคราตินของรูปทรงต่างๆ พวกเขาใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และ monosodium ฟอสเฟตเพื่อโปรแกรมรูปร่างถาวรของวัสดุมันเสมอกลับไปที่รูปร่างเดิมเมื่อเรียก. นอกจากนี้เมื่อหน่วยความจํารูปร่างของเคราตินถูกตั้งค่าก็สามารถ reprogrammed และรูปร่างเป็นรูปร่างใหม่

ตัวอย่างเช่น, แผ่นเคราตินจะพับเป็นดาว Origami ที่ซับซ้อนเป็นรูปร่างถาวร. เมื่อหน่วยความจําที่จัดตั้งขึ้นนักวิจัยจะแช่ดาวในน้ําและจะกลายเป็นพลาสติกเมื่อมันแผ่ออกในน้ํา

นักวิจัยนึกภาพการใช้งานที่น่าสนใจบางอย่างสําหรับวัสดุที่ผิดปกติใหม่นี้ พวกเขาเชื่อว่าวัสดุที่สามารถนํามาใช้เพื่อให้ยกทรงที่มีรูปร่างที่ปรับแต่งและขนาดถ้วย, เสื้อยืดขนาดฟรี, หรือเสื้อผ้าที่มีช่องระบายอากาศที่สามารถเปิดได้ตามความชื้น. ด้วยวิธีนี้นักวิจัยหวังว่าสิ่งนี้จะช่วยแก้ปัญหาของเสียในอุตสาหกรรมแฟชั่น