La piel es una maravilla. Es flexible pero firme, ayuda a controlar la temperatura corporal y protege nuestros órganos internos. También puede sanarse después de ciertas lesiones. Las propiedades de autocuración de la piel están parcialmente detrás de la inspiración para la nueva investigación de hidrogel.
Investigadores de la Universidad de Aalto y la Universidad de Bayreuth han desarrollado un nuevo hidrogel con habilidades de autocuración que son similares a la piel. Estos hallazgos, publicados en Materiales de la naturaleza, Puede conducir a más desarrollos en robótica blanda, curación de heridas, piel artificial y administración de drogas.
Creando el hidrogel
Los hidrogeles se usan en un variedad de aplicaciones. Se usan en el aderezo para la herida para ayudar a promover una curación más rápida y prevenir infecciones. También se usan en la dispersión de drogas dentro del cuerpo y para ayudar a sanar tejidos y huesos. Funcionan muy bien en el campo biomédico debido a su flexibilidad, retención de agua y absorción.
Según el estudio, antes de este descubrimiento, los investigadores habían encontrado formas de crear un gel que replicara la rigidez y la flexibilidad de la piel o las propiedades de autocuración de la piel, pero no ambas. Ahora, sin embargo, al agregar “nanohojas de arcilla grandes y ultracas específicas” a los hidrogeles, los investigadores han encontrado un material que puede imitar la flexibilidad de la piel y las habilidades de autocuración.
“Los hidrogeles rígidos, fuertes y autocuradores han sido durante mucho tiempo un desafío”, dijo Hang Zhang, uno de los autores de estudio de la Universidad de Aalto, en un comunicado de prensa. “Hemos descubierto un mecanismo para fortalecer los hidrogeles convencionalmente blandos. Esto podría revolucionar el desarrollo de nuevos materiales con propiedades bioinspiradas “.
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Entanglement y UV
Según el estudio, además de la disposición de las nanohojas, la disposición de los polímeros enredados entre ellos ayudó a crear el gel. Una vez que fueron arreglados, el investigador postdoctoral Chen Liang agua mixta que contiene las nanohojas con un polvo de monómeros. Liang luego horneó la mezcla bajo una luz UV, similar a las utilizadas para establecer esmalte de uñas de gel en una manicura o pedicura.
“La radiación UV de la lámpara hace que las moléculas individuales se unan para que todo se convierta en un sólido elástico, un gel “, dijo Liang en un comunicado de prensa.
Luego se cortó el gel con un cuchillo, y después de cuatro horas, el equipo de investigación señaló que el gel tenía alrededor del 80 al 90 por ciento autourado. Después de 24 horas, el equipo descubrió que el gel estaba 100 por ciento reparado.
“Enredar significa que las capas delgadas de polímero comienzan a torcerse entre sí, como pequeños hilos de lana, pero en un orden aleatorio “, dijo Zhang en un comunicado de prensa. “Cuando los polímeros están completamente enredados, son indistinguibles el uno del otro. Son muy dinámicos y móviles a nivel molecular, y cuando los cortas, comienzan a entrelazarse nuevamente”.
Hidrogel del futuro
El equipo de investigación espera que este material pueda aplicarse a otras tecnologías biomédicas o usarse en robótica blanda. Este material podría aplicarse a los robots quirúrgicos o usarse como piel artificial.
“Este trabajo es un ejemplo emocionante de cómo los materiales biológicos nos inspiran a buscar nuevas combinaciones de propiedades para materiales sintéticos. Imagine robots con máscaras robustas y autocaloradas o tejidos sintéticos que reparan de forma autónoma “, dijo Olli Ikkala, autor de estudio de la Universidad de Aalto, en un comunicado de prensa. “Es el tipo de descubrimiento fundamental que podría renovar las reglas del diseño de materiales”.
Todavía puede haber un largo camino por recorrer antes de que este nuevo hidrogel se aplique a otra tecnología, pero es un paso increíble hacia avances científicos significativos.
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Graduada de UW-Whitewater, Monica Cull escribió para varias organizaciones, incluida una que se centró en las abejas y el mundo natural, antes de venir a Discover Magazine. Su trabajo actual también aparece en su blog de viajes y la revista Common State. Su amor por la ciencia vino de ver programas de PBS cuando era niña con su madre y pasar demasiado tiempo a Doctor Who.