新型血管結(jié)構(gòu)復合材料具有模擬功能

 
據(jù)醫(yī)療器械網(wǎng)專家人士介紹，復合材料是兩種或更多材料的結(jié)合體，其擁有多種材料的性能。復合材料既輕質(zhì)又堅硬，因此，非常適合做結(jié)構(gòu)材料；很多復合材料都是靠纖維增加強度的，由嵌入樹脂內(nèi)的編織纖維網(wǎng)制成，比如石墨、玻璃纖維、合成纖維凱芙拉等都可用作嵌入材料。


日前據(jù)醫(yī)療器械網(wǎng)獲悉，美國科學家從生物的循環(huán)系統(tǒng)獲取靈感，研發(fā)出了類似于血管結(jié)構(gòu)的復合材料，其可用于制造能自我愈合、自我冷卻的輕質(zhì)而堅硬的材料、像樹一樣運送物質(zhì)和能量的動力材料以及超材料等。


該研究的合作者、材料科學與工程和航空航天工程教授南希·索托斯表示：“這不僅是一個微流路設(shè)備，也不僅是芯片上的小玩意，這種結(jié)構(gòu)材料能模擬生物系統(tǒng)的很多功能，這是一個巨大的進步。”


為了制造這些小管道，科學家們對一些特殊纖維進行了處理，讓它們在高溫下降解，當溫度進一步升高時，這些被降解的纖維會蒸發(fā)，只留下細小的管道。


伊利諾斯大學的科學家利用新方法制造出的這種復合材料，其內(nèi)部含有便于液體或氣體流動的細小管道，這些細小管道能在這種復合材料內(nèi)形成一個毛細管網(wǎng)絡(luò)，就像樹內(nèi)的脈管網(wǎng)絡(luò)一樣。參與該研究的伊利諾斯大學化學、材料科學及工程專業(yè)教授杰弗里·摩爾表示，“樹是不可思議的結(jié)構(gòu)材料，它們能像水泵一樣吸入液體，從根部朝葉子運送物質(zhì)和能量。我們也希望能研制出具有同樣功能的材料，現(xiàn)在已經(jīng)邁出了步。”


據(jù)醫(yī)療器械招商代理人士獲悉，新材料有一個顯著的特征，只需讓不同的液體在該材料內(nèi)循環(huán)，其就具備多功能性?？茖W家們讓不同的液體在復合材料內(nèi)循環(huán)，演示了其四種功能：溫度調(diào)節(jié)、化學反應、導電和改變電磁特征。他們通過讓冷卻劑或熱流體在其中循環(huán)以調(diào)節(jié)溫度；將化學物質(zhì)注入不同的血管分支中，讓其混合在一起產(chǎn)生了一個冷光反應；通過使用能導電的液體從而使該材料具備了導電性。通過使用鐵磁鈴（一種具有極強滲透性的納米流體，在磁場作用下會呈現(xiàn)強磁化狀態(tài)）改變了其電磁特征。


接下來，科學家們希望研發(fā)出相互連接的管道網(wǎng)絡(luò)，以便研制出可自我愈合、自我冷卻的聚合物或燃料電池等。