Главная  Информация для покупателей  Новости науки  С помощью биомиметических материалов можно воспроизводить структуры природных объектов

С помощью биомиметических материалов можно воспроизводить структуры природных объектов

22 октября 2020




Учёные берут самые лучшие идеи для создания уникальных материалов и конструкций у природы — в её распоряжении находится множество уникальных видов растений и других природных объектов, которые обладают идеальными параметрами: прочностью, гармоничностью структуры, сечением, свойством самоподобия и др. Наноструктуры, принадлежащие природным объектам, позволяют синтезировать материалы, наделенные удивительными способностями. Например, наноструктура листа лотоса позволила создать гидрофобные покрытия и непромокаемые ткани.

Изучение природных структур привело человечество к созданию идеальных медицинских биомиметических материалов, которые успешно применяются для замены поврежденных тканей, хрящей и суставов в организме человека. Например, с помощью таких материалов можно синтезировать искусственную кожу, превосходно имитирующую человеческий кожный покров. Благодаря им также возможно создание имплантатов, подходящих организму по всем параметрам вместо замещаемых органов. После ряда наблюдений и экспериментов с клетками, выращенными в лабораторных биореакторах, ученые выделили ряд преимуществ биомиметических материалов: лучшая приживаемость, обеспечение стабильной работы после имплантации в организм, а также гораздо более низкая степень изнашиваемости благодаря прочной структуре.

Биомиметические материалы легли в основу создания адаптируемых конструкций, например, бронепластин, которые являются элементами бронежилетов, бронемашин и других бронированных объектов. Например, при создании бронежилетов учёные рассматривали конструкцию, которая способна остановить от случайной пули и при этом подлежит починке. Идею создания подобного материала ученые взяли у броненосцев, броня которых имеет сегментированное покрытие. Современные бронепластины после попадания пули покрываются трещинами, раскалываются и не подлежат дальнейшей починке. Однако в случае с сегментированным материалом повреждение будет наблюдаться лишь у того сегмента, в который попадет пуля. Поскольку остальные сегменты остаются целыми, бронепластина продолжает функционировать. К тому же при замене поврежденного сегмента уходит гораздо меньше средств и времени, так как не нужно создавать пластину с нуля. Ученые предлагают делать подобные сегменты из остеоморфных блоков — они позволят бронежилету быть жёстким, устойчивым к любым внешним воздействиям, но при этом дадут возможность человеку свободно передвигаться.

Биомиметика является мощным ответвлением в создании идеальных материалов малых масштабов, всё упирается лишь в методы архитектурирования. Благодаря изучению структуры объектов живой природы можно добиться создания биомиметических материалов методами аддитивного производства.

DDDDDDDNDNDNDDD

Другая информация
08 июня 2022
Эволюционные пути биосинтеза токсина α-аманитина у ядовитых грибов

Ученые задаются вопросом, почему такие неродственные ядовитые грибы, как красные мухоморы, лепиота и галерина, производят один и тот же смертельный токсин α-аманитин? 

04 июня 2022
Паразитизм на жвачных животных может иметь каскадные последствия для экосистем

Распространенные паразитарные инфекции снижают уровень травоядности жвачных животных и могут вызывать так называемые трофические каскады.

01 июня 2022
Механистическое происхождение закона роста бактерий

Как происходит клеточное восприятие скорости роста и с помощью каких механизмов бактерии могут обрабатывать сложную пищевую информацию.

28 мая 2022
Главный принцип эффективной стабилизации взгляда у животных

Поскольку глаза, голова и тело имеют различные механические ограничения (например, инерцию), как нервная система адаптирует свой контроль к этим ограничениям?

25 мая 2022
Высоко подвижные клетки метаболически реагируют на плотность коллагена

Во время прогрессирования опухоли потеря тканевого гомеостаза и аберрантная механика ткани играют решающую роль в стимулировании инвазии и злокачественности.

Вся информация


Сайт использует файлы cookies. Продолжая просматривать сайт Вы соглашаетесь с использованием cookies. Хорошо!