«Живой» материал будущего: создан гидрогель, меняющий форму для медицины и робототехники
Исследователи из Шэньчжэньского института передовых технологий Китайской академии наук разработали инновационный «жизнеподобный» гидрогель, способный изменять свою форму. Эта технология может стать основой для устройств следующего поколения: от гибких каркасов в тканевой инженерии до интерфейсов «мозг-компьютер» и человекоподобных роботов.
В основе разработки лежит система, получившая название STERS. Она объединяет жидкие частицы галлия и виниловые мономеры, что позволяет генерировать реакционноспособные частицы и стимулировать полимеризацию гидрогеля.
Ключевая особенность материала заключается в механизме его активации. Система реагирует на ближний инфракрасный свет. Для запуска процесса изменения формы достаточно однократного облучения. Эффект сохраняется и позволяет материалу функционировать до четырех недель без дополнительного воздействия.
Ученые уже успешно протестировали возможности STERS в лабораторных условиях, продемонстрировав его потенциал в двух критически важных направлениях. Тканевая инженерия: гидрогель был использован для направленной дифференцировки стволовых клеток, помогая им превращаться в костные и нейроподобные клетки. Скорость и масштаб трансформации материала можно гибко настраивать в соответствии с биологическими процессами. Интерфейсы «мозг-компьютер»: исследователи модифицировали поверхность электрода новым гидрогелем, чтобы отследить эволюцию электрических сигналов во время развития эмбриона крысы.
«Это позволяет точно обнаруживать изменения мозговых волн, предлагая новую методику для изучения активности мозга во время эмбрионального развития и продвигая нейронауку вперед», — отметил автор исследования Ду Сюэминь.
На текущем этапе систему STERS можно использовать в качестве высокочувствительного сенсора или для лабораторных демонстраций в области тканевой инженерии и нейротехнологий. В долгосрочной перспективе адаптивные свойства этого «умного» материала открывают путь к созданию более совершенных протезов, гибкой электроники и элементов управления для робототехники, сообщает издание South China Morning Post.