Inovatívna technológia umožní využitie hodvábu v 6G sieťach a medicínskych implantátoch
KĽÚČOVÉ ZISTENIA:
-
Nová metóda spája vlákna bez deštruktívneho rozpúšťania.
-
Kompozit pohlcuje energiu lepšie ako uhlíkové vlákna.
-
Materiál predstavuje bezpečnú alternatívu pre medicínske implantáty.
Tradičné priemyselné spracovanie hodvábu vyžaduje úplné rozpustenie vlákien pomocou chemikálií, čo ničí ich prirodzenú štrukturálnu pevnosť. Medzinárodný tím výskumníkov z troch svetových univerzít vyvinul postup, ktorý tento krok úplne obchádza. Vlákna sa po novom priamo spájajú, čím si zachovávajú svoje mechanické vlastnosti a vytvárajú pevnú masu.
Zdroj foto: Qichen Zhou / Tufts University
Proces výroby začína ponorením do roztoku uhličitanu sodného, ktorý z vlákien vymyje iba lepkavú kryciu látku zvanú séricín. Očistené vlákna sa mechanicky zarovnajú do jedného smeru a vložia do lisovacieho zariadenia. Tam sú vystavené teplotám od 125 do 215 stupňov Celzia a tlaku v rozmedzí od 192 do 993 megapascalov.
Tieto presne stanovené podmienky aktivujú amorfnú fázu bielkovín a spôsobia pevné prepojenie susediacich vlákien. Výsledný materiál získava hierarchickú štruktúru podobnú drevu, ktorá efektívne rozkladá fyzikálne napätie. Výrazná odchýlka od stanovených výrobných hodnôt vedie k vytvoreniu krehkého materiálu alebo k úplnému znehodnoteniu bielkovín.
Zdroj foto: Qichen Zhou / Tufts University
Vyrobený kompozit dosahuje ťahovú húževnatosť porovnateľnú s komerčne využívanými aramidovými vláknami. Jeho schopnosť odolávať balistickým nárazom je vyššia ako pri mnohých plastoch vystužených uhlíkom. Zároveň je tento materiál priehľadný pre viditeľné svetlo a dokáže polarizovať terahertzové žiarenie.
Tieto optické charakteristiky ho robia vhodným pre aplikáciu v budúcich telekomunikačných 6G sieťach a bezpečnostných skeneroch. Hlavný potenciál však spočíva v oblasti medicíny, keďže zvieracie štúdie preukázali jeho vysokú biologickú zlučiteľnosť s organizmom. Pevnosť materiálu umožňuje jeho využitie pri výrobe ortopedických dláh, čapov a skrutiek určených na fixáciu zlomenín.
Zdroj foto: Qichen Zhou / Tufts University
Rýchlosť rozkladu materiálu v tele sa dá presne nastaviť už počas lisovania. Volnejšie štruktúry umožňujú bunkám postupne nahrádzať implantát prirodzeným tkanivom, čo je vhodné pre regeneratívnu medicínu. Hustejšie zlisované verzie naopak zaručujú dlhodobú stabilitu a vysokú odolnosť proti opotrebeniu.
PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Technológia poskytuje pevný a ekologický materiál vhodný pre pokročilú medicínu a budúce siete.
Zdroj: newatlas.com foto: ChatGPT
Zobrazit Galériu
