具有自我修复能力的可变形水凝胶可模仿肌肉和皮肤

摘要:

澳大利亚国立大学(ANU)的一个团队开发了一种具有许多活组织特性的果冻状材料,它可以自我修复,材质非常坚固,并且可以改变其形状,这样一来就可以令其模仿皮肤、韧带和骨骼。这种水凝胶是3D聚合物结构,具有强亲水性,可以容纳90%以上的水。迄今为止,类似的材质已被用作生物工程、自灌伤口敷料、隐形眼镜、尿布、土壤保湿和假肢的支架。

但是科学家特别感兴趣的这种水凝胶的一个特征是它们如何模仿活体组织 - 不仅在静态特性方面,而且在受到刺激时还可以改变体积。

由化学研究学院的副教授卢克·康纳尔(Luke Connal)领导的研究团队引入了动态化学键,这些键可使材料像皮肤一样自愈,也可以充当人造肌肉。

新材料可以在下一代软机器人中找到应用,此外,水凝胶可以用作3D可打印墨水,并且可以按比例放大以生产更先进的医疗植入物和可以游泳的软机器人。

康纳尔说:“借助我们在水凝胶中设计的特殊化学物质,它可以像人的皮肤一样在断裂后自我修复。” “水凝胶通常较弱,但我们的材料是如此坚固,可以轻易举起非常重的物体,并且可以像人的肌肉一样改变其形状。这使我们的水凝胶适合于所谓的软机器人中的人造肌肉。我们的水凝胶具有自我修复的能力以及其灵活性和强度,使其成为可穿戴技术和各种其他生物医学设备的理想材料。”

该小组的研究发表在《高级材料》上。

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