L'Università di Harvard sviluppa nuovi materiali biocompatibili che possono essere stampati in 3D in qualsiasi forma

Sappiamo che anche i capelli che sono stati accuratamente stirati ad alta temperatura si arricciano se esposti all'acqua. Questo perché la memoria di forma del capello, cioè le proprietà materiali del capello, gli consente di cambiare forma sotto determinati stimoli e tornare ad esso sotto altri stimoli. La forma originale.

Ispirati da questo, i ricercatori hanno rivolto i loro oggetti di ricerca ad altri materiali, come i tessuti. Un'idea promettente sulla memoria di forma dei tessuti è: una maglietta che si apre in un ambiente umido e si chiude quando è asciutta. Può essere allungato fino alle dimensioni di una persona. Ciò significa anche che sarà un vestito A adatto a tutti.

Ora, i ricercatori dell'Università di Harvard hanno sviluppato un materiale biocompatibile che può essere stampato in 3D in qualsiasi forma e pre-programmato attraverso la memoria di forma reversibile.

Questo materiale è fatto di cheratina, un tipo di fibrina presente nei capelli, nelle unghie e nelle conchiglie. Dal punto di vista della struttura molecolare, i singoli filamenti di cheratina sono disposti in una struttura a molla chiamata alfa elica. Sono la struttura alfa elica e i legami chimici che conferiscono a questo materiale forza e memoria di forma.

Inoltre, i due fili di cheratina sono attorcigliati insieme per formare una struttura chiamata spirale. Molti di questi anelli arricciati sono assemblati in filamenti grezzi, che alla fine formano fibre di grandi dimensioni. Quando un particolare foglio di fibra viene stirato o riorganizzato, le fibre vengono allungate in una struttura stabile. La fibra rimane in questa posizione fino a quando non viene attivata per tornare alla sua forma originale.

Per dimostrare questo processo, i ricercatori hanno stampato in 3D fogli di cheratina di varie forme. Hanno usato soluzioni di perossido di idrogeno e fosfato monosodico per programmare la forma permanente del materiale: ritorna sempre alla sua forma originale quando viene attivato. Inoltre, una volta impostata la memoria di forma della cheratina, può essere riprogrammata e modellata in una nuova forma.

Ad esempio, un foglio di cheratina viene piegato in una complessa stella origami come forma permanente. Una volta stabilita la memoria, i ricercatori immergono la stella nell'acqua e diventerà plastica quando si dispiegherà nell'acqua.

I ricercatori hanno previsto alcuni usi interessanti per questo nuovo materiale deformabile. Credono che il materiale possa essere utilizzato per realizzare reggiseni con forme e coppe personalizzabili, t-shirt a misura libera o abiti con prese d'aria che possono essere aperte in base all'umidità. In questo modo, i ricercatori sperano che questo aiuti a risolvere il problema dei rifiuti nell'industria della moda.