Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Άαλτο στη Φινλανδία και το Πανεπιστήμιο του Μπάιροϊτ στη Γερμανία ανέπτυξαν ένα πρωτοποριακό υλικό που μιμείται εντυπωσιακά τις ιδιότητες του ανθρώπινου δέρματος.
Η νέα υδρογέλη που δημιούργησαν συνδυάζει ανθεκτικότητα, ευκαμψία και –το πιο εντυπωσιακό– ικανότητα αυτοΐασης. Χάρη στη χρήση νανοφύλλων αργίλου και ειδικών πολυμερών, το υλικό μπορεί να αποκαταστήσει το 80-90% της δομής του μέσα σε μόλις τέσσερις ώρες και να επουλωθεί πλήρως σε ένα 24ωρο.
Η επίτευξη ενός υλικού που να ενώνει αυτές τις τρεις ιδιότητες θεωρούνταν μέχρι σήμερα ιδιαίτερα δύσκολη. Ωστόσο, σύμφωνα με δημοσίευση στο Nature Materials, η ερευνητική ομάδα κατάφερε να βελτιώσει μια ήδη υπάρχουσα υδρογέλη ενσωματώνοντας εξαιρετικά λεπτά, μαλακά νανοφύλλα αργίλου. Η μοναδική αυτή δομή επιτρέπει στο υλικό να «κλείνει» τις βλάβες του, όπως ακριβώς κάνει το ανθρώπινο δέρμα.
Μια ανακάλυψη με μεγάλες προοπτικές
Οι πιθανές εφαρμογές της τεχνολογίας είναι πολλές: από «έξυπνους» επιδέσμους και τεχνητό δέρμα μέχρι ρομποτική και συστήματα ελεγχόμενης χορήγησης φαρμάκων. Για την παραγωγή της υδρογέλης, οι επιστήμονες ανέμειξαν σκόνη μονομερών με νερό που περιείχε τα νανοφύλλα και στη συνέχεια εξέθεσαν το μείγμα σε υπεριώδη ακτινοβολία, διαδικασία παρόμοια με αυτή του βερνικιού τζελ. Μια μεμβράνη πάχους ενός χιλιοστού περιλαμβάνει περίπου 10.000 στρώσεις νανοφύλλων, προσδίδοντας στο υλικό πυκνότητα αντίστοιχη του ανθρώπινου δέρματος, αλλά και αξιοσημείωτη ελαστικότητα.
Η UV ακτινοβολία προκαλεί τη σύνδεση των μορίων, δημιουργώντας ένα ελαστικό στερεό. Οι πολυμερικές αλυσίδες μπλέκονται μεταξύ τους σαν μικροσκοπικά νήματα, και όταν το υλικό κοπεί, οι ίνες επανασυνδέονται σταδιακά. Σε δοκιμές, το «τραύμα» επουλώθηκε κατά 80-90% μέσα σε τέσσερις ώρες και αποκαταστάθηκε πλήρως σε μία ημέρα.
Ο ακαδημαϊκός Όλι Ικάλα από το Πανεπιστήμιο Άαλτο, μέλος της ερευνητικής ομάδας, υπογράμμισε τη σημασία της ανακάλυψης για τη ρομποτική: «Φανταστείτε ρομπότ με δέρμα που αυτοθεραπεύεται ή συνθετικούς ιστούς που επιδιορθώνονται μόνοι τους». Παράλληλα, τόνισε ότι η τεχνολογία βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο και δεν έχει δοκιμαστεί σε ανθρώπους ούτε έχει λάβει επίσημες εγκρίσεις. Αν όμως φτάσει στην αγορά, θα μπορούσε να αξιοποιηθεί σε πολλούς τομείς, χωρίς όμως να αντικαθιστά πλήρως τις υπάρχουσες μεθόδους περιποίησης τραυμάτων.
Πιθανές εφαρμογές σύμφωνα με το Πανεπιστήμιο Άαλτο
– Στη ρομποτική, ως τεχνητό δέρμα με ενσωματωμένους αισθητήρες αφής.
– Στις βιοϊατρικές συσκευές, ως συνθετικός επίδεσμος που προστατεύει και βοηθά στην επούλωση πληγών.
– Στη χορήγηση φαρμάκων, για ελεγχόμενη και σταδιακή απελευθέρωση δραστικών ουσιών.
Επιπλέον, το υλικό μπορεί να ενσωματωθεί σε βιοαισθητήρες που αντιδρούν σε παράγοντες όπως το pH, η θερμοκρασία ή δείκτες μόλυνσης, ανοίγοντας τον δρόμο για «έξυπνους» επιδέσμους νέας γενιάς.
