Чачын түздөп көргөн адам суу душман экенин билет.Жылуулук менен тырышчаактык менен түздөлгөн чачтар сууга тийгенде кайра тармал болуп калат.Неге?Анткени чачтын формасы эс тутуму бар.Анын материалдык касиеттери белгилүү бир дүүлүктүрүүчүлөргө жооп иретинде формасын өзгөртүүгө жана башкаларга жооп катары баштапкы формасына кайтууга мүмкүндүк берет.
Эгер башка материалдарда, айрыкча текстильде форма эс тутумунун бул түрү болсочу?Нымдуулукта ачылып, кургаганда жабылып турган муздаткыч тешиктери бар футболканы же адамдын өлчөмүнө чейин чоюлуп же кичирейген бир размердүү кийимди элестетиңиз.
Азыр Гарвард Джон А. Полсон атындагы инженердик жана прикладдык илимдер мектебинин (SEAS) изилдөөчүлөрү био шайкеш материалды иштеп чыгышты, аны 3D форматында каалаган формада басып чыгарууга жана реверсив формадагы эс тутум менен алдын ала программалоого болот.Материал чачта, тырмакта жана кабыкта кездешүүчү булалуу белок болгон кератинди колдонуу менен жасалат.Окумуштуулар кератинди текстиль өндүрүшүндө колдонулган агора жүнүнүн калдыктарынан алышкан.
Изилдөө планетадагы эң чоң булгагычтардын бири болгон мода индустриясында ысырапкорчулукту азайтуу боюнча кеңири күч-аракетти жумшайт.Азыртадан эле, мисалы, Стелла Маккарти сыяктуу дизайнерлер өнөр жай материалдарды, анын ичинде жүндү кантип колдоноорун кайра элестетип жатышат.
"Бул долбоор менен биз жүндү кайра иштетип гана тим болбостон, кайра иштетилген жүндөн мурда эч качан ойлобогон нерселерди да кура аларыбызды көрсөттүк" деди Кит Паркер, SEASдагы биоинженердик жана прикладдык физика боюнча Тарр үй-бүлөлүк профессору жана улук кагаздын автору.«Табигый ресурстардын туруктуулугуна тийгизген таасири айкын.Кайра иштетилген кератин протеининин жардамы менен биз жаныбарларды кыркууда ушул убакка чейин жасалгандан да көп нерсени жасай алабыз жана муну менен текстиль жана мода индустриясынын айлана-чөйрөгө тийгизген таасирин азайта алабыз.
Изилдөө Nature Materials журналында жарыяланган.
Кератиндин формасын өзгөртүү жөндөмдүүлүгүнүн ачкычы анын иерархиялык түзүлүшү, деди Лука Сера, SEASтин докторантурасынын илимий кызматкери жана кагаздын биринчи автору.
Кератиндин бир чынжырчасы альфа-спираль деп аталган пружинага окшош түзүлүштө тизилген.Бул чынжырлардын экөө бири-бирине бурулуп, ийилген орам деп аталган түзүлүштү пайда кылышат.Бул түрмөктөрдүн көбү протофиламенттерге жана акырында чоң жипчелерге бириктирилет.
"Альфа спиралынын уюштурулушу жана бириктирүүчү химиялык байланыштар материалга күч жана формалык эстутум берет" деди Cera.
Була чоюлуп же белгилүү бир стимулга кабылганда, пружина сымал структуралар бошоңдоп, байланыштар кайра биригип, туруктуу бета-баракчаларды түзөт.Була кайра баштапкы формасына айланмайынча ошол абалда калат.
Бул процессти көрсөтүү үчүн изилдөөчүлөр 3D принтеринде ар кандай формадагы кератин барактарын чыгарышкан.Алар суутек перекиси менен натрий фосфатынын эритмеси аркылуу материалдын туруктуу формасын программалашты — ал ишке киргенде ал дайыма кайтып келе турган форманы.
Эстутум орнотулгандан кийин, баракты кайра программалаштырууга жана жаңы формаларга салууга болот.
Мисалы, бир кератин барагы анын туруктуу формасы катары татаал оригами жылдызына бүктөлгөн.Эстутум орнотулгандан кийин, изилдөөчүлөр жылдызды сууга батырып, ал жерде ачылып, ийкемдүү болуп калган.Ал жерден алар шейшепти бекем түтүккө тоголоктоп салышты.Кургагандан кийин, барак толугу менен туруктуу жана иштей турган түтүк катары бекитилди.Процессти артка кайтаруу үчүн, алар түтүктү кайра сууга салып, ал жерден жайылып, кайра оригами жылдызына айланган.
"Материалды 3D басып чыгаруунун жана андан кийин анын туруктуу формаларын орнотуунун эки баскычтуу процесси микрон деңгээлине чейин структуралык өзгөчөлүктөрү бар чындап татаал фигураларды жасоого мүмкүндүк берет" деди Cera."Бул материалды текстильден ткань инженериясына чейин кеңири колдонуу үчүн ылайыктуу кылат."
"Чөйчөктөрдүн өлчөмү жана формасы күн сайын ыңгайлаштырылган брассерлерди жасоо үчүн ушул сыяктуу жиптерди колдонуп жатасызбы же медициналык терапевтика үчүн кыймылдаткыч текстиль жасоого аракет кылып жатасызбы, Луканын ишинин мүмкүнчүлүктөрү кенен жана кызыктуу" деди Паркер."Биз биологиялык молекулаларды инженердик субстрат катары колдонуу менен текстильди кайра элестетүүнү улантып жатабыз, алар мурда эч качан колдонулбагандай."
Посттун убактысы: 21-сентябрь 2020-жыл