Растения вдохновили ученых на новые самовосстанавливающиеся материалы

Специалисты Швейцарской Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) и Фрайбургского университета изучали, как лен «залечивает раны». Исследование может помочь в разработке более качественных самовосстанавливающихся материалов.

Исследователи измеряли изменения механических свойств растения, вроде жесткости и упругости тканей, и рассматривали его механизмы исцеления. Так как натуральные волокна все чаще используются в производстве композитных материалов, этот европейский проект может стимулировать развитие отрасли. Например, привести к появлению автомобильной краски, самостоятельно затягивающей царапины, отмечается в статье phys.org. Сейчас на пути производителей стоит множество препятствий.

«Каждый тип материала сталкивается со своими трудностями, — сказала Вероника Майкод, одна из авторов из EPFL. – Некоторые уже способны к регенерации за счет внутренней системы жидкостей. При появлении царапины они вытекают, вступают в реакцию с воздухом и, например, заполняют повреждение. Так кровь свертывается на месте пореза».

Другие структуры отличаются большей сложностью и пока находятся на лабораторной стадии. В частности, это касается композитов, используемых в авиационном и спортивном снаряжении. На них и сосредоточились ученые.

«Мы выбрали лен, так как его волокна уже используются в композитах, и он быстро растет», — объяснила Майкод.

Исследователи сделали продольные и поперечные разрезы на стеблях представителей двух разных семейств льна. Поврежденные растения оставили на 25 дней рядом с нетронутыми. Затем исследователи измерили жесткость и демпфирующие свойства стеблей. Они определяли, какая динамическая нагрузка необходима, чтобы растянуть и вызвать временную реакцию у целых и восстанавливающихся стеблей. В опытах использовалось то же оборудование, что и при тестировании стандартных композитов. Эксперты постоянно стремятся улучшить упомянутые свойства и найти их правильное соотношение. От их успеха зависит, сможет ли велосипед плавно ехать по ухабам или станет ли достаточно качественной новая теннисная ракетка.

Специалисты также проверяли эффективность заживления. Выяснилось, что оно зависит от типа травмы. При  продольном разрезе клетки растения окружали рану, создавая подобие кожи, но стебель не регенерировал. При поперечном они заполняли рану, приводя к почти полному (95%) восстановлению механических свойств. Уровень заживления также зависел от вида льна и тяжести травмы.

В исследовании, представленном в PLOS ONE, ученые впервые оценили механические свойства льна и его способность к регенерации.

Комментировать

Расскажите, а что вы думаете об этом?

Отправить