مواد پلیمری جدید زنده معرفی شدند
بسپار/ایران پلیمر محققین در دانشگاه نورس وسترن موفق به تهیه یک خانواده از مواد نرم شده‌اند که رفتار موجودات زنده را تقلید می‌کند. نتایج این تحقیق در مقاله‌ای در Nature Materials گزارش شده است. مواد فیلم نازک با تابش نور زنده می‌شوند و علاوه بر خم شدن، چرخیدن قابلیت خزیدن برروی سطوح را نیز دارند.
تیم نورس وسترن این ماده را “ماده نرم روباتیک” نامگذاری کرده‌اند. این مواد بدون استفاده از هیچ سخت‌افزار پیچیده‌ای، الکتریسیته و هیدرولیک حرکت می‌کنند. محققین معتقدند که این مواد زنده قابلیت انجام بسیاری از عملیات و استفاده در بسیاری از کاربردها در زمینه‌های انرژی، محیط زیست و پزشکی را دارا می‌باشند.
ساموئل استاپ پروفسور مهندسی و علوم مواد، شیمی، پزشکی و مهندسی بیوپزشکی در نورس وسترن که تیم تحقیقاتی را هدایت می‌کند، می‌گوید: ما در عصری زندگی می‌کنیم که وسایل بسیار هوشمند هستند و به ما در بهبود و کنترل زندگی روزمره کمک می‌کنند. سطح بعدی که توسعه علم ما را به آن سمت هدایت می‌کند باعث استفاده از مواد برای بهبود زندگی خودمان است و این موضوع با طراحی موادی با قابلیت زنده بودن قابل دستیابی است.
اگرچه مواد متحرک معجزه‌وار به نظر می‌رسند، علم پیچیده‌ای در طراحی آن مورد استفاده قرار گرفته است. مواد بکار رفته در این ساختار پپتیدهای قرار گرفته برروی یکدیگر در مقیاس نانو هستند که مولکول آب از درون آنها خارج شده است. یک متخصص در علم شیمی مواد، پروفسور استاپ، این رشته‌های پپتیدی را به صورت یک شبکه پلیمری با قابلیت پاسخدهی شیمیایی به نور آبی تبدیل کرده است. هنگامی که نور به این مواد می‌تابد، شبکه پلیمری از ساختار آبدوست به آبگریز تبدیل می‌شود و با خروج آب از سیستم پپتیدی، ساختار منقبض می‌شود و زندگی پیدا می‌کند. هنگامی که نور تابیده شده قطع می‌شود، آب دوباره به ساختار اصلی باز می‌گردد و باعث انبساط ساختار و تبدیل آن به یک ماده آبدوست می‌شود.
این فرایند که یادآور انقباض و انبساط ماهیچه بدن است به تیم تحقیقاتی در طراحی و تولید این ماده پلیمری جدید کمک شایانی کرده است. استاپ می‌گوید: از سیستم‌های بیولوژیکی، ما یاد گرفتیم که معجزه ماهیچه بر اساس ارتباط بین مولکول‌های پروتئین کوچک قرار گرفته در کنار هم و پلیمرهای بزرک پروتئینی که منبسط و منقبض می‌شوند، است. ماهیچه از سوخت شیمیایی برای تولید انرژی مکانیکی خود استفاده می‌کند.
نورهای محلی نیز قابلیت زنده کردن این پلیمر را دارند و به عبارت دیگر این ماده می‌تواند در جهت‌های متفاوتی خم شود و تغییر جهت نور نیز باعث می‌شود ساختار بچرخد و روی سطح بخزد.
استاپ و تیم او باور دارند که کاربردهای بسیار زیادی برای این خانواده جدید از مواد قابل تعریف است. با امکان طراحی این ماده در شکل‌های مختلف، این مواد قابلیت استفاده در پاکسازی محیط زیست تا استفاده در جراحی مغز را دارند.
استاپ می‌گوید: این مواد می‌توانند عملکرد ربات‌های نرم هنگامی که در حال برداشتن یک جسم شکننده و قرار دادن آن در یک جای مشخص را بهبود بخشند. در پزشکی به عنوان مثال، مواد نرم با خاصیت “زنده بودن” می‌توانند با خم شدن یا تغییر شکل می‌توانند لخته خون ایجاد شده در مغز بعد از سکته را از بین ببرند. همچنین آنها با شنا کردن می‌توانند آب دریا را تمیز کنند و حتی در فرایند ترمیم مانند برطرف کردن نقص باتری و غشا و راکتورهای شیمیایی شرکت کنند.
