Under påverkan av biomimetik utvecklar forskare biologiskt nedbrytbart material som regenererar sig för att reparera frakturer. Den kan till exempel användas på mekaniska delar
Forskare vid Arizona State University i USA har utvecklat ett material som består av polymerer med ett slags "formminne" - detta biologiskt nedbrytbara material emulerar den ursprungliga formen på det föremål som det är fäst vid. Därefter införlivas sådana polymerer i ett fiberoptiskt nätverk (som kan detektera skada i vissa material) för att därefter applicera termiska stimuli, med hjälp av en infraröd laser, på det skadade området.
Den producerade värmen stimulerar i sin tur förstyvnings- och regenereringsmekanismer. Om materialet skadas kan den självläkande processen återhämta sig upp till 96% av den ursprungliga styrkan. Enligt forskarna återskapar systemet inte de skadade anslutningarna utan gör en ombyggnad på frakturen och kommer så nära originalformen som möjligt. Detta material kan till och med minska behovet av konstant utbyte eller reparation av skadade eller försämrade material och strukturer, vilket på så sätt minskar kostnaden.
Bild: polymer med "formminne" i aktion. Den röda regionen indikerar var det fiberoptiska nätverket agerade, vilket stimulerar materialet att ta sin ursprungliga form.
Ben fungerar
Vetenskaplig forskning inspirerades av biomimetik genom att "kopiera" funktionen av ben, som har förmågan att upptäcka skador, avbryta deras spridning och, genom att använda vissa celler, modernisera skadade ben och regenerera dem. Cellerna som bidrar till ombyggnad av ben är: osteoklaster som återabsorberar och moderniserar benvävnad; och osteoblaster, som ansvarar för bildandet av benvävnad och vissa proteiner som utgör benmatrisen, som typ kollagen (bättre förstå funktionen i videon längst ner på sidan).
En annan undersökning från samma institution kan hjälpa till med utvecklingen av "benkopia". Hon hade som föremål mineraliserade kollagenfibrer, som är nanostrukturella block av mycket konserverade ben. Genom en kombination av simulering av molekylär dynamik och även teoretisk analys observerade forskarna att nanostrukturella egenskaper hos dessa fibrer ger dem hög styrka och förmågan att upprätthålla stor deformation. Som en konsekvens kan mineraliserade kollagenfibrer tåla mikrosprickor utan att orsaka något makroskopiskt fel i vävnaden, vilket kan vara nödvändigt för att möjliggöra ombyggnad.
Materialapplikation
Om innovationen utvecklas vidare och klarar flera tester kan den användas i konstruktionen av starka och lätta material, som kan utsättas för mycket stress, som föreningar som ska användas för att ersätta ben vid tillverkning av mekaniska delar och skapa nya material.
