ساخته شدن اولین گوشت مصنوعی دنیا با قابلیت خودترمیمی!

به گزارش خبرگزاری برنا؛ Luke Connal، شیمیدان از دانشگاه ملی استرالیا در این‌باره می‌گوید: ما با استفاده شیمی خاصی توانسته‌ایم یک گوشت مصنوعی از جنس هیدروژل بسازیم که بعد از آسیب‌دیدن قادر است مانند پوست انسان خودش را ترمیم کند. هیدروژل‌ها معمولا ضعیف هستند، اما ماده ما بسیار قوی است، بطوریکه به‌راحتی می‌تواند اشیا خیلی سنگین را بلند کند و همچنین قادر است شکل خود را مانند ماهیچه‌های انسان تغییر دهد.

چنین ماده‌ای با این قابلیت‌های منحصربه‌فرد مسلما می‌تواند کمک بزرگی در جهت ساخت نسل بعدی ربات‌های نرم و دستگاه‌های بیوپزشکی باشد. ساختن یک هیدروژل انعطاف‌پذیر که چندین کارکرد داشته باشد همیشه یک چالش اساسی برای دانشمندان بوده است؛ حتی اگر این کار با  الهام از موجودات دریایی از جمله ستاره دریایی صورت گرفته باشد.

در حالیکه برخی از هیدروژل‌ها می‌توانند تنش مکانیکی را تحمل کنند، تعدادی دیگر از آن‌ها دارای قابلیت‌های خودترمیمی بوده و تعداد کمی نیز دارای ویژگی به‌خاطرسپردن اشکال یا تغییر رنگ‌ها هستند.

به‌گفته محققین دانشگاه ملی استرالیا، هیچ‌کس تابه‌حال موفق به جمع کردن همه این قابلیت‌ها در یک ماده ژلی نشده است؛ دستکم نه در حدواندازه آنچه که آن‌ها ساخته‌اند.

آن‌ها با انجام تست‌های مختلف بر روی گوشت مصنوعی جدید خود ادعا می‌کنند که اولین هیدروژل دینامیک دنیا را ساخته‌اند که علاوه‌بر محکم، بادوام و مقاوم بودن در برابر خستگی قادر به خودترمیمی و تغییر به اشکال مختلف و به‌خاطرسپاری آن‌ها بعد از تغییر است.

آن‌ها می‌گویند: مزیت‌های استفاده از چنین هیدروژلی، بیشتر از همه، در توانایی آن برای بلند کردن قابل‌بازگشت و قابل‌تکرار اشیای سنگین به اثبات رسیده است.

محققین با استفاده از این ماده لایه‌های بسیار نازکی از گوشت، بدون هیچ‌گونه شکنندگی، ساخته‌اند که وقتی به آن‌ها گرما یا سرما داده می‌شود، به اشکال مختلف درمی‌آیند و می‌توانند با کاهش یا افزایش درجه حرارات دوباره به حالت اولیه خود بازگردند.

برخلاف بسیاری از هیدروژل‌های دیگر که تغییرشکل آن‌ها گاهی ۱۰ دقیقه یا بیشتر طول می‌کشد تیم تحقیق می‌گوید که ژل آن‌ها تنها در عرض ۱۰ ثانیه خم می‌شود. علت اصلی این ویژگی به پیوند‌های دینامیک هیدروژن و پیوند‌های دینامیک ایمین (کربن-نیتروژن) بازمی‌گردد که درکنارهم  برای ایجاد چنین قابلیت‌هایی کار می‌کنند.

پیوندهای دینامیک، دارای یک پاسخ سریع به محرک‌ها هستند و این ویژگی، آن‌ها را برای سازگاری محیطی و خودترمیمی، بسیار عالی می‌کند و به‌ویژه پیوندهای ایمین که با واکنش سریع خود قادر به خودترمیمی فوری هستند.

به‌گفته تیم تحقیق این ماده همچنین به‌راحتی می‌تواند با استفاده از یک شیمی ساده آماده شود و اگر پلیمرهای دیگری به ترکیب مولکولی آن اضافه گردد شاید حتی بتوان به قابلیت‌های بیشتری نیز دست یافت.

آن‌ها فکر می‌کنند که اگر بتوان درجه حرارت را در مورد این ژل به‌عنوان یک کنترل‌کننده مورد استفاده قرار داد، این ماده می‌تواند یک روز مانند ماهیچه مصنوعی حرکت کند.

Zhen Jiang، مهندس مواد و از اعضای گروه می‌گوید: در فیلم‌های علمی‌تخیلی ما شاهد انجام چالش‌برانگیزترین کارها توسط ربات‌های مصنوعی انسان‌نما هستیم. تحقیق ما یک گام مهم در جهت محقق ساختن این امر برداشته است. ما پیش‌بینی می‌کنیم که دانشمندانی که بر روی نسل بعدی ربات‌های نرم کار می‌کنند درباره روش جدید ما برای ساختن هیدروژل‌ها بسیار هیجان‌زده خواهند شد.

با این‌حال، تیم تحقیق امیدوار است که هیدروژل جدیدشان را به یک جوهر قابل‌پرینت سه‌بعدی تبدیل کنند.

این مطالعه در مجله Advanced Materials چاپ شده است.