-
Çeviren: Vita Abrashi-Kajtazi
- 11 Mart 2025 14: 30
- Şurada paylaş:
Bilim insanları, güçlü ve kendi kendini onaran yeni bir hidrojel yaratarak bir devrimin yolunu açtı. Bu malzeme birkaç saat içinde kendini yenileyebiliyor.
Bilim insanlarına göre, bir deri türü olan bu jel, kesik üzerine konulduğunda dört saat içinde yaranın yüzde 90'ını iyileştiriyor. Bu arada yara 24 saat içinde tamamen iyileşir.
SciTechDaily'nin haberine göre, bu çalışma 7 Mart 2025'te saygın Nature Materials dergisinde yayımlandı ve biyomedikal teknolojinin geleceğini değiştirebilecek akıllı malzemelerin geliştirilmesi için devrim niteliğinde bir adım olarak değerlendiriliyor.
İnsan derisini taklit etmenin zorluğu
Jeller saç ürünlerinden, yiyeceklere katılmaya kadar her gün kullanılıyor. İnsan derisinin jel benzeri bazı özellikleri olmasına rağmen kendine özgüdür ve taklit edilmesi zordur.
İnsan cildi eşsiz bir yapıdır: dayanıklıdır, esnektir ve bir yaralanmadan sonra 24 saat içinde kendini iyileştirme yeteneğine sahiptir. Yapay malzemeler bugüne kadar hem dayanıklılığı hem de kendini iyileştirme yeteneğini taklit edebiliyordu, ancak ikisini aynı anda yapamıyordu.
Finlandiya'daki Aalto Üniversitesi ve Almanya'daki Bayreuth Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, direnç ve kendi kendini onarma yeteneğini birleştiren benzersiz bir yapıya sahip bir hidrojel geliştirerek bu engeli aştı.
"Sert, güçlü ve kendi kendini iyileştirme yeteneğine sahip bir hidrojel bulmak uzun zamandır bir zorluktu. Aalto Üniversitesi'nden araştırmacı Hang Zhang, "Yumuşak, esnek hidrojelleri güçlendirecek bir mekanizma keşfettik" diye açıkladı.
Dayanıklılığın ve kendi kendini iyileştirmenin sırrı
Bu yeni malzemeyi oluşturmak için araştırmacılar hidrojel bileşimine ultra ince kil nano katmanları eklediler. Bu nanokatmanlar arasındaki polimerler yoğun ve birbirine bağlı bir ağ oluşturarak malzemeye dayanıklılık ve hasardan sonra kendini onarma yeteneği kazandırır.
"Nanosayfalar organize bir yapı oluştururken, polimerler iç içe geçmiş yün iplikler gibi, ancak rastgele bir düzende birbirine bağlanmıştır." Zhang, "Bu malzeme hasar gördüğünde, polimerler birbirleriyle yeniden bağlantı kurmaya başlıyor ve bu da kendi kendini iyileştirmeyi sağlıyor" diye açıklıyor.
Rekor sürede kurtarma
Araştırmacılar, bıçakla bir kişinin kesilebilmesinden sadece 4 saat sonra malzemenin hasarın %80-90'ını onardığını, 24 saat sonra ise tamamen iyileştiğini keşfettiler. Üstelik 1 milimetre kalınlığındaki bir katmanda 10,000 nanokatman bulunuyor ve bu da malzemeyi insan derisi kadar güçlü ve elastik kılıyor. Yani bu madde hasarlı bölgeye yerleştiriliyor ve daha sonra içeriğindeki maddeler sayesinde deriyi "değiştiriyor".
Olası uygulamalar
Bu keşif, birkaç alanda büyük değişikliklere yol açabilir:
- Yanık ve ağır yaralanmalı hastalar için yapay deri
-Kendi kendini onaran deriye sahip robotlar, otomasyon teknolojisine yenilik getiriyor
-Rejeneratif tıp ve akıllı ilaç dağıtımı.
Kendi kendini iyileştirme ve geçirgenlik – Hidrojeller, ilaçlar gibi küçük molekülleri tutabilme ve bunları yavaş yavaş vücuda salabilme yeteneğine sahiptir. Bu malzeme, ilacı kontrollü bir şekilde salan implantlar veya koruyucu ağlar oluşturmak için kullanılabilir.
Sürekli salım – Hidrojel, güçlü ve kararlı yapısı sayesinde ilaç taşıyıcısı olarak kullanılabilir ve ilaçların vücuda yavaş ve sürekli salınmasını sağlar. Bu, özellikle kanser tedavisi veya enfeksiyonlarla mücadele eden antibiyotikler gibi uzun vadeli tedaviler için faydalıdır.
Hasarlı dokuların değiştirilmesi – Hidrojel, vücudun doğal dokularına benzer yapılar oluşturmak için kullanılabilir, hücrelerin yenilenmesine yardımcı olur ve yara iyileşmesini hızlandıran büyüme faktörlerinin salınmasına yardımcı olur.
Rejeneratif tıp – Bu teknoloji, hücrelerin daha hızlı büyümesine ve iyileşmesine yardımcı olan bir platform sağlayarak, yaralanma veya ameliyattan sonra hasarlı dokunun yenilenmesine yardımcı olabilir.
Çalışmanın liderlerinden Profesör Olli Ikkala, bu keşfi, doğanın teknolojik yeniliklere nasıl ilham verdiğinin bir örneği olarak nitelendirdi.
"Bu çalışma, biyolojik malzemelerin bizi sentetik malzemelerde yeni özellik kombinasyonları aramaya nasıl ilham ettiğinin mükemmel bir örneğidir." Profesör, "Kendini onaran 'sağlam' bir cilde sahip robotları veya kendini onaran sentetik bir kumaşı hayal edin" dedi.
'Sağlam' robotlar, zorlu koşullarda hasar görmeden veya performanslarını kaybetmeden çalışmak üzere tasarlanmış akıllı makinelerdir.
Bu, bir robotun; aşırı çevre değişiklikleri, düşük veya yüksek sıcaklıklar, nem, kum, toz veya yüksek basınç gibi dış etkilere dayanıklı olabileceği anlamına gelir.
'Sağlam' olanlar ise darbelere ve çarpışmalara dayanıklıdır ve düşmelerden veya başka nesnelerle çarpışmalardan sonra bile işlevlerini sürdürebilirler. Ayrıca öngörülemeyen koşullara uyum sağlayabilir, engebeli arazilerde, suda, uzayda veya kaygan yüzeylerde çalışabilirler.
Yeni kendi kendini onaran hidrojel teknolojisinin sağlam robotlarla birleştirilmesi, bu robotların kendi hasarlarını onarabilmeleri, kullanım ömürlerini uzatabilmeleri ve bakım ihtiyaçlarını azaltabilmeleri anlamına geliyor.
