Skóra człowieka ma grubość od 1 do 4mm, jej główną funkcją jest ochrona organizmu przed działaniem czynników zewnętrznych, ale także regulacja ciepłoty ciała i udział w wydzielaniu produktów przemiany materii. Ponadto musi być ona wrażliwa na bodźce takie jak dotyk czy ciśnienie, które są pewnego rodzaju sygnałem elektrycznym.

Aby zapewnić czułość dotykową protezy dołączono do skórkopodobnego materiału małe układy elektroniczne. Problem w tym, że krzem, podstawowy składnik mikroukładów jest niezwykle kruchy. Chemicy zainteresowali się więc właściwością samoleczenia się polimerów.  

         W 2008 r. naukowcy z ESPCI ParisTech zaprojektowali specjalną mieszankę gumy, która wielokrotnie mogła odzyskiwać swoje właściwości po przerwaniu. Po skrupulatnym prześledzeniu tych doniesień inżynier chemii Zhenan Bao z Uniwersytetu Stanforda w Palo Alto w Kalifornii wraz ze swoim zespołem postanowił zbadać potencjał samolecznia polimerów w elektronicznym naskórku. Wszystkie  badane dotąd samoregenerujące się polimery miały bardzo niską elektryczną przewodność oraz cechowały się małą wydajnością, jeśli chodzi o elektryczne czujniki.

         Przewodnictwo samoleczącego się polimeru można zwiększyć przez wprowadzenie do polimeru atomów niklu, dzięki czemu elektrony będą „przeskakiwać” pomiędzy atomami tego metalu. Aby wykazać, że zarówno mechaniczne i elektryczne właściwości stworzonego materiału mogą być wielokrotnie odtworzone do pierwotnej postaci, naukowcy dokonali cięcia. Po podzieleniu skalpelem nowy polimer mógł się w pełni zregenerować i przywrócić większość swoich właściwości mechanicznych i elektrycznych w ciągu zaledwie … piętnastu sekund!

Cięcie polimeru.  Po rozdzieleniu skalpelem, nowy polimer mógł się leczyć oraz odtworzyć większość swoich właściwości mechanicznych i elektrycznych w ciągu 15 sekund! Źródło: Benjamin Tee i Chao Wang

„Myślę, że jest to swego rodzaju przełom”, mówi John J. Boland, chemik z CRANN Instytutu Nanotechniki w Trinity College w Dublinie. Jest on jednak nastawiony nieco sceptycznie do tego typu doświadczenia, ponieważ uważa, że ciecie skalpelem jest niezwykle precyzyjne i nie powoduje mechanicznej deformacji tworzywa. Nie wiadomo jak spisze się ten polimer w przypadku „ran szarpanych”. Jednak jest to z całą pewnością pierwsze na tak dużą skalę odkrycie materiału, który potrafi w pełni się zregenerować, nie tylko pod względem struktury, ale także potrafi odtworzyć swoje właściwości mechaniczno-elektryczne.

Aktualnie Zhenan Bao i jego współpracownicy, dążą do tego, by polimer był jeszcze bardziej elastyczny i wytrzymały. Odkrycie tego typu polimerów jest bardzo istotne. Są one bowiem olbrzymią nadzieją nie tylko dla takiej dziedziny nauki jak protetyka.  

Monika Marek-Swędzioł

Źródło:      http://news.sciencemag.org/sciencenow/2012/11/self-healing-plastic-skin-points.html