Töjbar biopolymer byter färg
Dessutom ändrar materialet färg när det ändrar form, likt kameleontens hud. Resultaten, som publiceras i Science utlovar nya material för biomedicinska produkter.
Forskarna har haft som mål att efterlikna de mekaniska egenskaperna hos hud, tarmvägg och hjärtmuskel, till exempel. De är mjuka samtidigt som de är styva när de töjs ut. Tills nu har det inte varit möjligt att få fram syntetiska material med de egenskaperna.
Med hjälp av en designad, tredelad copolymer har forskarna försökt göra det. De har syntetiserat en tvärbunden elastomer som består av en central del på vilken sidokedjor fästs, som en flaskborste samt med linjära terminala delar.
Genom att noggrannt välja strukturparametrar har de fått materialet att följa samma belastningskurva som biologisk vävnad, i det här fallet grisskinn. Materialet är också biokompatibelt eftersom det inte kräver något lösningsmedel och är stabilt i närvaro av biologiska vätskor.
En annan egenskap hos materialet upptäcktes under experimentet: Färger ändras vid formförändring. Det är ett helt fysikaliskt fenomen orsakat av ljusspridning från polymerstrukturen. AFM och röntgendiffraktionsexperiment har visat att de terminala delarna av polymeren samlas i nanometersfärer som producerar färg kopplat till avståndet mellan sfärerna – på liknande sätt som hur kameleonter ändrar färg.
Genom att ändra längd eller densitet på borstarnas sidokedjor kan egenskaperna hos biopolymeren ändras.
Upptäckten skulle kunna ge medicinska implantat eller mer personliga proteser och material med helt nya belastningsprofiler och applikationer som man inte har tänkt på hittills, enligt forskarna.
Chameleon-like elastomers with molecularly encoded strain-adaptive stiffeningand coloration