Ученые создали самовосстанавливающийся материал. Они вдохновились зубами кальмаров

Появился новый материал, который может быстро восстанавливать себя. Он реагирует на воду и даже на свет, при этом полностью разлагается.

Исследователи разработали самовосстанавливающийся материал, который вдохновлен зубами кальмаров. Биосинтетический полимер можно использовать для ремонта частей предметов, которые изнашиваются из-за постоянного движения — детали роботов, протезы, вентиляторы или защитные костюмы.

Разработки проводили ученые из Университета штата Пенсильвания — они представили прочные синтетические белки, имитирующие те, которые встречаются в природе. Для этого они изучили большую базу белков и заметили, что зубы кальмаров особенно крепкие из-за строения и расположения макромолекул. Благодаря блокам из различающихся по свойствам мономеров, они не расслаиваются, так как части молекулы связаны друг с другом.

Кольцевые зубы кальмаров представляют собой хищные придатки, расположенные на присосках для захвата добычи. Если зубы ломаются, то они заживают сами. Мягкие части в белках помогают зажить поврежденным частям зубов, при этом сама структура остается жесткой.

«Материалы часто изнашиваются из-за повторяющихся движений — на них образуются крошечные разрывы и трещины, которые могут расширяться со временем. Решить эту проблему можно с помощью самовосстанавливающегося синтетического материала — он сам устраняет слабые участки и увеличивает срок службы устройств в несколько раз», - отмечает Стефани МакЭлинни, руководитель биохимической программы.

Исследователи обнаружили, что другие методы восстановления материалов не столь совершенны: в них используются опасные химические вещества. При этом иногда такие материалы восстанавливаются долго — до 24 часов. Новый же самовосстанавливающийся полимер реагируют на воду и тепло, в некоторых случаях процесс запускается даже с помощью света.

Регулируя количество повторов внутри материала, исследователи создали мягкий полимер, который быстро заживляется и сохраняет свою первоначальную прочность. При этом он полностью разлагается или его можно переработать в такой же полимер без потери качества.