CÁC NHÀ KHOA HỌC ĐÃ TẠO RA ĐƯỢC BỘ PHẬN CƠ THỂ CÓ KHẢ NĂNG TỰ HỒI PHỤC NHƯ MỘT CƠ THỂ SỐNG

"Với các hợp chất hóa học đặc biệt mà chúng tôi đã sử dụng trong hydrogel, miếng da nhân tạo có thể tự sửa chữa sau khi nó bị hư tổn như da người", nhà hóa học Luke Connal từ Đại học Quốc gia Úc (ANU) giải thích.

"Hydrogel thường yếu, nhưng vật liệu của chúng tôi rất mạnh, nó có thể dễ dàng nâng các vật rất nặng và có thể thay đổi hình dạng giống như cơ bắp của con người."

Có một vật liệu với các đặc tính đáng chú ý như vậy có thể là bước tiến rất lớn cho sự phát triển của robot mềm thế hệ tiếp theo và các thiết bị y sinh. Tạo ra một hydrogel thay đổi hình dạng có nhiều chức năng đã chứng tỏ một thách thức liên tục cho các nhà khoa học, ngay cả với cảm hứng tự nhiên từ sứa, hải sâm và bẫy ruồi Venus.

Trong khi một số hydrogel có thể chịu được áp lực cơ học, một số khác có đặc tính tự phục hồi và một số khác có khả năng ghi nhớ hình dạng hoặc thay đổi màu sắc.

Theo như hiểu biết của các nhà nghiên cứu từ ANU, chưa có một ai khác có thể kết hợp tất cả các chức năng này vào một loại gel cả. Ít nhất, không phải ở tốc độ và hiệu quả mà họ đã đạt được.

Vật liệu của họ đã trải qua nhiều thử nghiệm, các tác giả tuyên bố đã tạo ra hydrogel động đầu tiên mạnh mẽ, dẻo dai, chống mỏi, tự phục hồi và có thể thay đổi hình dạng và 'nhớ' chúng sau đó.

"Những lợi thế của việc sử dụng hydrogel đa chức năng như vậy được thể hiện rõ hơn thông qua khả năng nâng vật nặng theo cách có thể đảo ngược và lặp lại khi kích thích nhiệt", nhóm nghiên cứu viết.

Sử dụng vật liệu này, các nhà nghiên cứu đã tạo ra những màng 'thịt' cực kỳ mỏng mà không bị vỡ. Khi những màng này được làm nóng hoặc làm mát, sau đó chúng thay đổi thành các hình dạng khác nhau, uốn theo cách này hay cách khác trước khi trở về trạng thái ban đầu cùng với nhiệt độ.

Không giống như nhiều hydrogel khác, đôi khi có thể mất 10 phút hoặc hơn để thay đổi hình dạng, các tác giả cho biết gel của họ chỉ mất 10 giây để uốn cong. Ở đây, chìa khóa được cho là liên kết hydro động của gel và liên kết imine (carbon-nitrogen) động, hoạt động cùng nhau để tạo thành "tính chất chưa từng có".

Liên kết động có phản ứng cao với các kích thích, khiến chúng trở nên hoàn hảo để thích nghi với môi trường và tự sửa chữa, và đặc biệt là các liên kết imine có động lực phản ứng nhanh có thể cho phép tự phục hồi nhanh chóng.

Hơn nữa, các tác giả cho biết các vật liệu này có thể được điều chế dễ dàng bằng cách sử dụng các hợp chất hóa học đơn giản, và nếu các polyme khác được thêm vào hỗn hợp phân tử, có lẽ thậm chí còn có thể đạt được nhiều chức năng hơn.

DS Phương Thảo

Theo Science Alert.