Графеновый гидрогель
В поисках новых материалов, очень остро необходимых для реализации революционных технологических решений, взгляд учёных обратился на графен - двумерную аллотропную модификацию углерода, которая образована слоем атомов углерода толщиной в один атом, находящихся в sp²-гибридизации и соединённые посредством σ- и π-связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку. Графен пока недостаточно изучен, но привлекает к себе повышенный интерес. Между прочим, за опыты в данной сфере в 2010 году Нобелевская премия в области физики вполне заслуженно была присуждена А. К. Гейму и К. С. Новосёлову.
Команда учёных Калифорнийского университета в Беркли под руководством доцента биоинженерии Сын-Вук Ли разработала материал, состоящий из синтетических и эластичных белков, и пронизанных тонким слоем графена, так называемый гидрогель. При охлаждении синтетическими протеинами впитывается вода, а при нагреве — вода высвобождается. Одновременно слоями графена накапливается тепло, получаемое от света ближнего инфракрасного диапазона.
Одна из сторон гидрогеля сделана более пористой, чем другая. И при направлении на материал света в инфракрасном диапазоне, графеновые слои начнут разогревать близлежащие белки, которые в свою очередь высвободят жидкость с одной стороны быстрее, чем с другой. И материал при этом начнёт сворачиваться. Подобный феномен, называемый фототропизмом, наблюдается в растительном мире, когда растения начинают тянуться к источнику света.
Доцент Сын-Вук Ли говорит, что «сочетая данные материалы, мы способны повторить известный процесс реагирования клеток растений на свет. Только в нашем случае этот процесс более контролируемый… В связи с тем, что гель в материале распределён не совсем равномерно, материал начнёт сгибаться по направлению к источнику света. Данный эффект мы продемонстрировали на примере какого-то количества гидрогеля, сделанного в форме руки. В момент воздействия светом пальцы гидрогельной руки сгибаются».
Данный метод может представлять интерес при разработке так называемых «мягких роботов». Не исключено, что он также найдёт применение в медицинской практике для создания искусственной ткани и для доставки нужных лекарств в определённое место организма.
Одна из сторон гидрогеля сделана более пористой, чем другая. И при направлении на материал света в инфракрасном диапазоне, графеновые слои начнут разогревать близлежащие белки, которые в свою очередь высвободят жидкость с одной стороны быстрее, чем с другой. И материал при этом начнёт сворачиваться. Подобный феномен, называемый фототропизмом, наблюдается в растительном мире, когда растения начинают тянуться к источнику света.
Доцент Сын-Вук Ли говорит, что «сочетая данные материалы, мы способны повторить известный процесс реагирования клеток растений на свет. Только в нашем случае этот процесс более контролируемый… В связи с тем, что гель в материале распределён не совсем равномерно, материал начнёт сгибаться по направлению к источнику света. Данный эффект мы продемонстрировали на примере какого-то количества гидрогеля, сделанного в форме руки. В момент воздействия светом пальцы гидрогельной руки сгибаются».
Данный метод может представлять интерес при разработке так называемых «мягких роботов». Не исключено, что он также найдёт применение в медицинской практике для создания искусственной ткани и для доставки нужных лекарств в определённое место организма.