Mokslininkai padarė tai, kas atrodė neįmanoma – skelbia sukūrę medžiagą, kuri elgiasi kaip žmogaus raumuo. Kuo ją labiau treniruoji, tuo ji tampa stipresnė (Video)

Vienas iš negyvų medžiagų trūkumų yra tas, kad jos, palyginus su gyvomis, organinėmis medžiagomis, turi ribotą tarnavimo laiką.

Pavyzdžiui: plienas, plastikas, keramika ir tekstilė gana greitai nusidėvi. Metalai patiria nuovargį, plastikai sutrupa, keramika įtrūksta, o tekstilė, palyginus su žmogaus oda, labai trumpai tarnauja.

Taip yra dėl to, kad gyvi audiniai geba ne tik susitvarkyti savo pažeidimus, bet ir tapti stipresni, nei prieš tai buvo.

Štai kodėl žmogaus širdis gali per minutę suplakti vidutiniškai 72 kartus ir taip be perstojo darbuotis 24 valandas per parą, 365 dienas per metus ir ilgiau nei šimtmetį. O įvairūs pratimai sporto salėje leidžia žmonėms sustiprinti skeleto raumenis.

Kalbant paprastai, treniruočių metu raumenų pluoštai sutrūkinėja ir yra pakeičiami naujais, stipresniais pluoštais – raumenų skaidulomis – kurios per kraujotaką yra maitinamos atsistatymui ir augimui reikalingomis maisto medžiagomis.

Per pastaruosius metus mokslininkai su inžinieriais sugalvojo būdų, kaip sugadintos ar susidėvėjusios medžiagos galėtų save pasitaisyti, tačiau gal galima sukurti medžiagą, kuri ir stiprėtų?

Norėdami pasiekti šį tikslą, Hokaido mokslininkų komanda panaudojo vadinamąjį „dvigubo tinklo hidrogelį“. Kaip ir kiti hidrogeliai, tai yra polimerai, kurių 85 proc. svorio sudaro vanduo, bet šiuo atveju į medžiagos sudėtį iškart įeina kietas ir tuo pačiu trapus polimeras bei minkštas ir lankstus polimeras.

Įdomiausia dalis yra ta, kad laboratorinėmis sąlygomis hidrogelis buvo panardintas į monomerų vonelę, kuri atlieka tą pačią funkciją, kaip ir gyvuose audiniuose esančios amino rūgštys – atkuria ir sutvirtina ryšius.

Pasak tyrėjų, kai hidrogelis yra tempiamas, kai kurios trapios polimerų grandinės yra sulaužomos ir jų grandinių pabaigose sukuriama cheminė atmaina, vadinama „mechano-radikalais“. Jie yra itin reaktyvūs ir greitai susijungia su plaukiojančiais monomerais, taip suformuodami naują ir stipresnę polimerinę grandinę.

Bandymai parodė, kad hidrogelis elgėsi labai panašiai, kaip ir raumenys, vykstant treniruotei. Jis tapo 1,5 karto stipresnis, 23 kartus standesnis ir jo svoris padidėjo 86 proc.

Tyrėjai teigia, kad netgi yra įmanoma kontroliuoti medžiagos savybes, panaudojant šilumai jautrius monomerus. Tad panaudojant aukštą temperatūrą, galima šią medžiagą dar papildomai padaryti atsparesne ir vandeniui.

Jian Ping Gong’as teigia, kad šis metodas gali leisti sukurti pačius įvairius dalykus. Pavyzdžiui, gaminant specialius egzo-kostiumus, skirtus žmonėms, turintiems skeleto traumų. Kuo daugiau būtų naudojami, tuo stipresniais ir funkcionalesniais kostiumais jie taptų.

Plačiau su tyrimo rezultatais galite susipažinti moksliniame žurnale „Science“.