Plastry, które można ładować jak baterie. Rewolucja w medycynie i elektronice

Naukowcy opracowali materiały wykonane z maleńkich, elastycznych nanowstążek, które można ładować jak baterię, aby przechowywać energię lub zapisywać informacje cyfrowe.

Publikacja: 12.10.2024 12:18

Nowy wynalazek pomoże tworzyć implanty medyczne

Nowy wynalazek pomoże tworzyć implanty medyczne

Foto: AdobeStock

Opracowane przez naukowców z Northwestern University, wysoce energooszczędne, biokompatybilne i wykonane ze zrównoważonych materiałów plastry, mogą dać początek nowym typom ultralekkich urządzeń elektronicznych, jednocześnie zmniejszając wpływ na środowisko produkcji i utylizacji urządzeń elektronicznych.

Implanty i inteligentne ubrania

Badanie opublikowane w czasopiśmie Nature wspomina, że nowe miękkie materiały można by wykorzystać w energooszczędnych mikroskopijnych układach pamięci, czujnikach i jednostkach magazynowania energii.

Naukowcy twierdzą, że te materiały można również zintegrować z włóknami tkanymi, aby tworzyć inteligentne tkaniny lub implanty medyczne przypominające naklejki. W dzisiejszych urządzeniach do noszenia elektronika jest nieporęcznie przymocowana do ciała za pomocą opaski na nadgarstek. Jednak dzięki nowym materiałom sama opaska może być tym urządzeniem.

Czytaj więcej

Naukowcy z MIT stworzyli niezwykły plaster. Naklejany na skórze zbada stan zdrowia

Samuel I. Stupp z Northwestern w Evanston w stanie Illinois, który kierował badaniem, twierdzi, że jest to całkowicie nowa koncepcja w nauce o materiałach i badaniach nad miękkimi materiałami. Naukowcy twierdzą, że w przyszłości – dzięki temu odkryciu – będzie można nosić koszulkę z wbudowaną klimatyzacją lub polegać na miękkich bioaktywnych implantach, które są odczuwane jak tkanki i są aktywowane bezprzewodowo, aby poprawić pracę serca lub mózgu. „Te zastosowania wymagają sygnałów elektrycznych i biologicznych, ale nie możemy budować tych aplikacji z klasycznymi materiałami elektroaktywnymi. Niepraktyczne jest umieszczanie twardych materiałów w naszych organach lub w koszulkach, które ludzie mogą nosić. Musimy wprowadzić sygnały elektryczne do świata miękkich materiałów. Właśnie to zrobiliśmy w tym badaniu” - wyjaśnił Stupp.

Z czego składa się nowy materiał?

Tajemnicą nowego materiału są amfifile peptydowe, wszechstronna platforma cząsteczek opracowana wcześniej w laboratorium Stuppa. Te samoorganizujące się struktury tworzą włókna w wodzie i już wykazały obiecujące wyniki w medycynie regeneracyjnej. Cząsteczki zawierają peptydy i segment lipidowy, który napędza samoorganizację molekularną po umieszczeniu w wodzie.

Czytaj więcej

„Niewidzialne” włókna zastąpią nylon i kevlar. Bioelektronika podbije świat

Naukowcy również użyli do stworzenia materiału plastik o nazwie polifluorek winylidenu (PVDF), powszechnie stosowanego w technologiach audio i sonarowych, który ma niezwykłe właściwości elektryczne. Może generować sygnały elektryczne po naciśnięciu lub ściśnięciu — właściwość ta znana jest jako piezoelektryczność. Jest również materiałem ferroelektrycznym, co oznacza, że ma strukturę polarną, która może zmieniać orientację o 180 stopni za pomocą zewnętrznego napięcia.

PVDF został odkryty pod koniec lat 60. i jest pierwszym znanym plastikiem o właściwościach ferroelektrycznych. Ma całą wytrzymałość plastiku, a jednocześnie jest przydatny w urządzeniach elektrycznych.

Opracowane przez naukowców z Northwestern University, wysoce energooszczędne, biokompatybilne i wykonane ze zrównoważonych materiałów plastry, mogą dać początek nowym typom ultralekkich urządzeń elektronicznych, jednocześnie zmniejszając wpływ na środowisko produkcji i utylizacji urządzeń elektronicznych.

Implanty i inteligentne ubrania

Pozostało 91% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Technologie
X – to ma być samolot przyszłości. Nie potrzebuje pasa startowego
Technologie
Polacy ratują Ziemię. Kluczowa misja kosmiczna z urządzeniem z Warszawy
Technologie
Rewolucyjny test wykryje zagrożenie zawałem serca. Jest tani i szybki
Materiał Partnera
Design thinking usprawnia wdrożenie sztucznej inteligencji
Technologie
Amerykański samolot może latać bez końca. Tak wygląda przyszłość lotnictwa?