به منظور استفاده در تاج دندان مصنوعی؛

جدیدترین نانوکامپوزیت جهان با تقلید از ساختار بدنی میگو تولید شد

محققان با الهام از ساختار بدن نوعی میگو، نانوکامپوزیتی ساختند که به‌عنوان تاج دندان مصنوعی قابل استفاده است.

کد خبر: ۹۶۲۹۱۷

شنبه - ۲۰ شهريور ۱۴۰۰ / September 11, 2021

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، پژمان محمدی از محققان مرکز تحقیقات فنی VTT فنلاند نانوکامپوزیت جدیدی را توسعه داده است که با تقلید از ساختار بدنی نوعی میگو موسوم به peachick mantis shrimp طراحی و تولید شده است. این میگو یکی از مرگبارترین ماشین‌های کشتار طبیعت است. با توجه به اندازه کوچک آن‌ها، این میگو‌ها دارای قوی‌ترین مشت در قلمرو حیوانات هستند. آن‌ها طعمه خود را با پرتاب کردن یک جفت زائده شبیه چکش شکار می‌کنند. این ساختار‌های چکش مانند، با سرعت و نیروی فوق‌العاده، چیزی فراتر از شلیک گلوله‌های تفنگ، بدن شکار را تکه تکه می‌کند.

این نانوکامپوزیت که با الهام از این میگو تولید شده، برای ساخت تاج ایمپلنت دندان در آزمایشگاه استفاده شد. این کار با همکاری دانشمندان دانشگاه فناوری نانیانگ انجام شده است.

این ماده جدید با الهام از طبیعت و ترکیبی از سلولز استخراج شده از درخت توس و دسته‌ای از پروتئین‌های مهندسی شده تولید شده است. نتیجه نهایی یک ماده سخت و مقاوم است که در مقایسه با سرامیک‌های ساخته دست بشر بسیار سبک‌تر است.

طبیعت بینش‌های استثنایی در مورد راهبرد‌های طراحی مواد مستحکم ارائه می‌دهد. این ماده پتانسیل بالایی برای استفاده به‌عنوان یک ماده نسل بعدی در ایمپلنت‌های مقاوم در برابر ضربه، زره بدن، تجهیزات ورزشی، لوازم الکترونیکی، اسکلت‌های بیرونی برای هواپیما یا پوشش برای شیشه‌های جلوی خودرو را دارد. از این مواد جدید می‌توان برای کاربرد‌هایی استفاده کرد که ضروری است در عین حفظ یکپارچگی سازه، فشار زیادی را تحمل کند. یافته‌های این پروژه در قالب مقاله‌ای در مجله Advanced Materials به چاپ رسیده است.

مطالعات قبلی نشان داده است که در بدن این میگو یک نانوکامپوزیت سلسله مراتبی وجود دارد. بدن این میگو دارای یک لایه داخلی نرم است که باعث جلوگیری از اتلاف انرژی می‌شود و یک لایه خارجی سفت، سخت و مقاوم دارد که در برابر ضربه مقاوم است. این لایه‌ها تحمل میگو را افزایش می‌دهند.

تیم تحقیقاتی با استفاده از بلوک‌های ساختمانی مشابه، این ساختار را بازسازی کردند. آن‌ها کامپوزیت جدیدی شامل نانوبلور‌های سلولزی و دو نوع پروتئین مهندسی شده را مونتاژ کردند.

تجزیه و تحلیل بیشتر می‌تواند به مهندسی پروتئین‌ها در ارائه ویژگی‌های جدید به مواد کمک کند. برای کاربرد‌های آینده، مقیاس پذیری و شرایط پردازش مواد به توسعه بیشتری نیاز دارد.