Инновационный материал для 3D‑печати имитирует работу живых тканей: он способен избирательно пропускать одни молекулы и задерживать другие. Материал создан исследователями из Техасского университета в Остине.
Ключевая особенность разработки — структура из миллиардов крошечных капель воды, каждая из которых отделена тонкой мембраной. Соединяя эти капли с помощью простого смешивания и центрифугирования, исследователи формируют крупные тканеподобные материалы всего за несколько минут. Этот подход решает давнюю проблему масштабируемости: ранее подобные структуры создавались медленно и оставались нестабильными, а новая технология позволяет получать большие объемы материала быстро и надежно. Метод получил название JIBE (jammed interconnected bilayer emulsions).
Ткани могут разделять и транспортировать ионы и молекулы. Именно так работают наши почки и кишечник: они берут только то, что им нужно, а остальное оставляют.
Эта аналогия точно отражает принцип действия нового материала. Материал можно адаптировать под разные задачи, добавляя в него определенные белки. В одном из экспериментов исследователи добились способности проводить ионные токи — так материал начал имитировать работу нервной ткани, что перспективно для создания вычислительных систем по образцу человеческого мозга. В другом опыте структура научилась отличать аммоний от других ионов в сточных водах — это важно для очистки воды при добыче нефти и газа, а также в городских системах водоотведения.
Еще одно направление применения — создание каркасов для роста новых тканей или органов. Гибкость и биосовместимость делают материал подходящим для регенеративной медицины. Кроме того, его свойства ценны для мягких роботов: такие машины способны двигаться и адаптироваться подобно живым существам, что полезно в хирургии, поисково‑спасательных операциях и в опасных средах.
Разработка стала итогом более чем десятилетней работы, технология представляет собой простой и масштабируемый процесс, реализуемый с базовым лабораторным оборудованием. Результаты исследования опубликованы в Nature Materials.
Ранее Наука Mail рассказывала, что инженеры создали сверхпрочный материал по образцу морской губки.