人類皮膚傷口通常能在24小時內自愈,這種神奇能力一直是科學家們努力模仿的目標。如今,芬蘭阿爾托大學和德國拜羅伊特大學的研究團隊成功開發(fā)出一種新型水凝膠,它不僅兼具高硬度與柔韌性,還能像皮膚一樣實現自愈。
研究團隊突破了這一瓶頸,打造出兼具強度、柔韌性與自愈能力的水凝膠,為藥物傳遞、傷口愈合、軟體機器人傳感器和人造皮膚等領域帶來了新的可能性。
這一創(chuàng)新的關鍵在于向水凝膠中加入了特殊的超大超薄黏土納米片。這些納米片在水凝膠內部形成高度有序的排列,使得聚合物分子在其間形成緊密纏結,從而大幅提升材料的機械性能,并賦予其自愈能力。“這個過程就像烘焙一樣簡單。”在阿爾托大學從事博士后研究工作的梁晨(音譯)介紹。他將單體粉末與含有納米片的水混合后,置于紫外燈下照射,紫外線輻射促使單個分子彼此結合,最終形成一種彈性固體——水凝膠。
“開發(fā)高強度且具備自愈能力的水凝膠一直是材料科學領域的一大挑戰(zhàn),而我們的研究找到了增強傳統(tǒng)軟水凝膠的新機制,這或許會徹底改變仿生材料的研發(fā)?!痹撗芯控撠熑恕柾写髮W研究員張航表示。
阿爾托大學教授Olli Ikkala總結道:“這項研究展示了生物材料如何啟發(fā)我們設計合成材料,賦予其全新的性能組合。想象一下,未來的機器人將擁有堅固且自我修復的‘皮膚’,或者人工合成的組織能像生物體一樣自我修復。”