Saçını düzəldən hər kəs bilir ki, su düşməndir.İstidən əziyyətlə düzəldilmiş saçlar suya toxunduqda yenidən buruqlara çevriləcək.Niyə?Çünki saçların forma yaddaşı var.Onun maddi xassələri ona müəyyən stimullara cavab olaraq formasını dəyişməyə və başqalarına cavab olaraq ilkin formasına qayıtmağa imkan verir.
Bəs digər materiallarda, xüsusən də toxuculuqda bu cür forma yaddaşı olsaydı nə olardı?Təsəvvür edin ki, rütubətə məruz qaldıqda açılan və quruduqda bağlanan soyuducu havalandırma delikləri olan bir köynək və ya insanın ölçüsünə qədər uzanan və ya daralan bir ölçülü paltar.
İndi Harvard Con A. Paulson Mühəndislik və Tətbiqi Elmlər Məktəbinin (SEAS) tədqiqatçıları hər hansı bir formada 3D çap edilə bilən və geri çevrilə bilən forma yaddaşı ilə əvvəlcədən proqramlaşdırıla bilən biouyğun material hazırlayıblar.Material saçlarda, dırnaqlarda və qabıqlarda olan lifli bir protein olan keratin istifadə edərək hazırlanır.Tədqiqatçılar keratini tekstil istehsalında istifadə olunan Aqora yununun qalıqlarından çıxarıblar.
Tədqiqat, planetin ən böyük çirkləndiricilərindən biri olan moda sənayesində tullantıları azaltmaq üçün daha geniş səylərə kömək edə bilər.Artıq Stella McCarthy kimi dizaynerlər sənayenin materiallardan, o cümlədən yundan necə istifadə etdiyini yenidən təsəvvür edirlər.
SEAS-da Biomühəndislik və Tətbiqi Fizika üzrə Tarr Ailəsi professoru Kit Parker, “Bu layihə ilə biz nəinki yunu təkrar emal edə bildiyimizi, həm də təkrar emal edilmiş yundan əvvəllər heç vaxt təsəvvür olunmayan şeylər yarada biləcəyimizi göstərdik” dedi. məqalənin müəllifidir.“Təbii ehtiyatların davamlılığına təsirləri aydındır.Təkrar emal edilmiş keratin zülalı ilə biz bu günə qədər heyvanların qırxılması ilə edilənlərdən daha çox və ya daha çox şey edə bilərik və bununla da tekstil və moda sənayesinin ətraf mühitə təsirini azalda bilərik.
Tədqiqat Nature Materials jurnalında dərc olunub.
Keratinin forma dəyişdirmə qabiliyyətinin açarı onun iyerarxik quruluşudur, dedi SEAS-da doktoranturadan sonrakı tədqiqatçı və məqalənin ilk müəllifi Luca Cera.
Tək bir keratin zənciri alfa-spiral kimi tanınan yayla bənzər bir quruluşa düzülür.Bu zəncirlərdən ikisi bir-birinə bükülərək qıvrılmış rulon kimi tanınan bir quruluş meydana gətirir.Bu qıvrılmış rulonların çoxu protofilamentlərə və nəhayət böyük liflərə yığılır.
"Alfa spiralının təşkili və birləşdirici kimyəvi bağlar materiala həm güc, həm də forma yaddaşı verir" dedi Cera.
Lif uzandıqda və ya müəyyən bir stimula məruz qaldıqda, yay kimi strukturlar açılır və bağlar sabit beta təbəqələri yaratmaq üçün yenidən birləşir.Lif, orijinal formasına dönməyə başlayana qədər bu vəziyyətdə qalır.
Bu prosesi nümayiş etdirmək üçün tədqiqatçılar müxtəlif formalarda 3D çaplı keratin təbəqələri çap ediblər.Onlar hidrogen peroksid və monosodyum fosfat məhlulundan istifadə edərək materialın daimi formasını - işə salındıqda həmişə qayıdacağın formasını proqramlaşdırıblar.
Yaddaş qurulduqdan sonra vərəq yenidən proqramlaşdırıla və yeni formalara qəliblənə bilər.
Məsələn, bir keratin təbəqəsi daimi forma kimi mürəkkəb bir origami ulduzuna qatlanmışdır.Yaddaş qurulduqdan sonra, tədqiqatçılar ulduzu suya batırdılar, orada açıldı və elastik oldu.Oradan vərəqi sıx bir boruya yuvarladılar.Quruduqdan sonra vərəq tam sabit və işlək bir boru kimi bağlandı.Prosesi geri qaytarmaq üçün borunu yenidən suya qoydular, orada açıldı və yenidən bir origami ulduzuna qatlandı.
"Materialın 3D çapı və sonra onun daimi formalarının qurulmasından ibarət bu iki mərhələli proses struktur xüsusiyyətləri mikron səviyyəsinə qədər olan həqiqətən mürəkkəb formaların istehsalına imkan verir" dedi Cera."Bu, materialı toxuculuqdan toxuma mühəndisliyinə qədər geniş tətbiq sahəsi üçün uyğun edir."
"İstər fincan ölçüsü və forması hər gün fərdiləşdirilə bilən brassieres hazırlamaq üçün bu kimi liflərdən istifadə edirsiniz, istərsə də tibbi terapevtiklər üçün hərəkətverici toxuculuqlar hazırlamağa çalışırsınızsa, Luca işinin imkanları geniş və həyəcanvericidir" dedi Parker."Biz bioloji molekullardan əvvəllər heç istifadə edilməmiş kimi mühəndislik substratları kimi istifadə edərək toxuculuqları yenidən təsəvvür etməyə davam edirik."
Göndərmə vaxtı: 21 sentyabr 2020-ci il