一种新型的“生物合成”聚合物可以仅用水和加热就能快速自愈,从而向软机器人致动器和自动修复损坏的防护设备迈进。
这种材料是在宾夕法尼亚州立大学开发的,模仿了鱿鱼齿上发现的DNA,在许多小孔或裂纹会危害设备操作或安全的应用中很有用。
研究人员说,当前的自愈材料具有限制其实际应用的缺点,如低的治疗强度和较长的治疗时间。
为了创造出一种改良的材料,该团队生产了高强度的合成蛋白,可以自我修复微小和可见的损伤。研究人员通过使用一系列由基因复制产生的氨基酸组成的DNA串联重复序列,创建了自我修复聚合物。研究人员在标准细菌生物反应器中制造了这种聚合物。
主要作者Abdon Pena-Francesch说:“我们能够将典型的24小时愈合时间缩短到一秒钟,因此我们基于蛋白质的软机器人现在可以立即进行自我修复。在自然界中,自我修复需要很长时间。从这个意义上讲,我们的技术胜过自然。”
该材料利用水和热量来治愈,尽管研究负责人教授梅利克·德米雷尔(Melik Demirel)表示也可以利用光。据报道,当切成两半后愈合时,该材料具有其原始强度的100%。
德国斯图加特马克斯·普朗克智能系统研究所的一个团队为机器人创建了软执行器,这些机器人通过反复使用而破裂,然后迅速自我修复。
该聚合物还可以随时间生物降解,并且可以通过使用酸(例如醋)将其分解为可重复使用的粉末来进行回收。