Інженери з Техаського університету в Остіні розробили інноваційний біоматеріал для 3D-друку, здатний відтворювати вибіркову фільтраційну здатність біологічних тканин.
Нова технологія, детально описанав науковому часописі Nature Materials базується на створенні так званих затиснутих взаємопов'язаних двошарових емульсій (JIBE). Вона відкриває широкі перспективи для вирощування людських органів, розвитку м’якої робототехніки, іонного обчислення та екологічно чистої енергетики.
Читайте також:
Надчутливі сенсори та ШІ. Вчені створили камеру, яка відстежує невидимі частинки у 3D Головним досягненням команди під керівництвом аспірантки Аїди Фіки та професора Маніша Кумара стало подолання проблеми масштабування. Раніше вченим вдавалося створювати подібні структури лише на мікроскопічному рівні, а їхнє розширення до макроскопічних об'ємів вимагало надто багато часу та залишалося нестабільним. Новий метод дозволяє формувати щільні мережі з мільярдів мікрокрапель води всього за кілька хвилин за допомогою базового лабораторного обладнання — звичайного перемішування та центрифугування.
У результаті центрифугування краплі води, розділені ультратонкими мембранами з двох типів олій із різною розчинністю, міцно з'єднуються між собою. Це точно імітує клітинну організацію живих організмів. Отриманий матеріал діє як напівпроникна мембрана, здатна вибірково транспортувати іони та молекули, подібно до того, як працюють людські нирки або кишечник.
Оскільки матеріал легко піддається друку з біосумісних речовин, сфера його застосування є надзвичайно широкою. У медицині та м’якій робототехніці він може слугувати каркасом для трансплантації органів або основою для гнучких хірургічних роботів. Додавання спеціалізованих білків надає матеріалу здатності проводити іонні струми, що створює підґрунтя для розробки нейроморфних комп’ютерних систем, натхненних роботою людського мозку.
Крім того, у співпраці з Агентством передових оборонних дослідницьких проєктів у галузі енергетики (ARPA-E) Міністерства енергетики США науковці адаптують технологію для екологічних потреб. Спеціальні модифікації матеріалу дозволяють вибірково видобувати цінний літій і рідкісноземельні елементи з відходів або акумуляторів, а також фільтрувати шкідливі речовини, такі як аммоній, із промислових стічних вод. Дослідники вже запатентували нову технологію, яка не потребує дорогих чистих кімнат чи лазерів, і готують її до широкого впровадження у світову лабораторну практику.
Читайте також:
