Ponašanje mrava kao inspiracija za autonomno sastavljanje materijala

Foto: Pixabay/shilinsathyanesan

Vatreni mravi preživljavaju poplave tako što privremeno isprepletu svoje noge stvarajući strukturu sličnu splavu, što im omogućava da zajedno otplutaju na sigurno kao jedinstvena kolonija, a onda se razdvoje kako bi nastavili u individualnom obliku, piše Phys.org.

Inspirisani ovim prirodnim procesom, istraživači sa Teksaskog AM Univerziteta otkrili su metod koji omogućava sintetičkim materijalima da imitiraju autonomno povezivanje mrava, rekonfiguraciju i razdvajanje kao odgovor na promene u okruženju poput toplote, svetlosti ili solvensa.

Preporučujemo

Istraživači su upotrebili polimerske trake koje mogu da menjaju oblik, samopovezuju se, menjaju volumen, i razdvajaju se po potrebi pomoću reaktivnih hidrogelova, tečnih kristalnih elastomera ili polukristalnih polimera koji mogu da se savijaju i uvrću.

Dr Tejlor Ver, profesor biomedicinskog inženjeringa i nauke o materijalima, još kao student bio je fasciniran jednim člankom o mravima.

„Uglavnom se fokusiramo na imitaciju zaista divnih stvari u prirodi – kao što su krila leptira. Međutim, možda vredi imitirati i neke stvari koje ne smatramo toliko interesantnim, ali su izuzetno korisne, poput ponašanja vatrenih mrava“, kaže on.

Ovaj metod omogućava stvaranje i kontrolisanje struktura u složenim okruženjima, kao što je ljudsko telo, bez invazivnih procedura. Pomoću reaktivnih hidrogelova, tečnih kristalnih elastomera ili polukristalnih polimerskih traka koje se savijaju i uvrću, neki čvrsti biomaterijal se može rastaviti u oblik koji se kreće kao tečnost za injekciju i zatim ponovo sastaviti kad treba.

„Već imamo materijale koji bi mogli da menjaju oblik, ali smo mislili da bi bilo baš lepo kad bi brojne individualne čestice materijala mogle raditi zajedno na oblikovanju struktura kao što to rade mravi“, rekao je Ver.

„U dokumentarcima o prirodi možete da vidite da mravi formiraju mostove, splavove i druge stvari, ali je takođe važno da mogu da prekinu i da ponovo budu mravi. Reverzibilna promena oblika reaktivnih polimera omogućava slično ponašanje čisto sintetičkih sistema“.

Buduće istraživanje uključuje upotrebu biomaterijala koji se ubrizgavaju injekcijom radi lečenja tkiva. Istraživači su zainteresovani za imitiranje ponašanja drugih životinjskih rojeva i razumevanje šta se dešava ako čestice mogu biti navedene da plivaju pre ili tokom povezivanja.

(Telegraf Nauka/Phys.org)