17 feb. 1999
1 minuut
Een nieuw vormveranderend materiaal op basis van wolresten belooft onze ecologische voetafdruk te verkleinen door de productie van een 3D-geprint platform met diverse toepassingen in bio-engineering en slim textiel.
Onderzoekers van Harvard University, Sogang University (Zuid-Korea) en Korea Advanced Institute of Science and Technology (Zuid-Korea) haalden keratinevezels uit restmateriaal van de wolindustrie om een sterk materiaal met vormgeheugen te creeëren dat biocompatibel is en kan worden gesponnen en ge-3D-print. Het programmeerbare materiaal kan in reactie op prikkels uit vorm worden gebogen en weer terugveren naar zijn oorspronkelijke vorm.
Door de spiraalvormige eiwitvezels in elkaar te draaien, vormen zich opgerolde spoelen die kunnen worden samengevoegd tot filamenten en grotere vezelstructuren met vormgeheugenkenmerken. Als het materiaal wordt uitgerekt, ontvouwen de krullen zich en worden nieuwe verbindingen gevormd die stabiele vlakke platen vormen. Het materiaal blijft in deze toestand totdat het wordt blootgesteld aan prikkels die de krullen terugbrengen naar hun oorspronkelijke vorm.
De onderzoekers hebben keratinevellen met verschillende vormen 3D-geprint en geprogrammeerd om terug te keren naar een bepaalde staat door het materiaal te behandelen met een oplossing van waterstofperoxide en mononatriumfosfaat. De materialen kunnen vervolgens tijdelijk in andere vormen worden gedwongen als reactie op verschillende stimuli.
Ze demonstreerden het vormveranderende materiaal door een keratinevel in een origami-ster te vouwen als uitgangsvorm. Bij onderdompeling in water ontvouwt het vel zich en wordt het voldoende vervormbaar om te worden opgerold en gedroogd als een buis. De buis rolt uit en neemt zijn oorspronkelijke stervorm weer aan wanneer hij in het water wordt gelegd.
Dit zelfassemblageproces kan worden afgestemd om materialen te maken van gerecyclede wol met de gewenste anisotrope structuur en reactievermogen.