Kõhre on pehme kiuline kude liigese ümber. Kõhre katab liigese mõlemad otsad, näiteks inimese põlve, nii et nad saavad üksteisega sujuvalt liikuda ilma allpool luukudet kandmata. Kõhre pakub kaitset kõndimise, jooksmise või tõstmise survekoormuse eest.
Nüüd, ajakirjas Wall Street Journal avaldatud dokumendis, on Leedsi ülikooli ja Imperial College Londoni teadlased teatanud, et nad on kopeerinud kõhre omadusi sünteetilises isemäärivas materjalis, mis nõuab ainult aeg-ajalt vee süstimist.
Chen Gen: kunstlik "kõhre", uus loodust jäljendav kandematerjal
Tegelikult on kõhre erilised kandeomadused viinud teadlased paljude aastate jooksul kõhre omadustega sünteetilise materjali loomiseni. Kuid siiani on nende tulemused olnud erinevad. Varajastes katsetes arendada kunstlikke kõhresüsteeme kaldusid teadlased keskenduma hüdrogeelide kasutamisele. Hüdrogeelid kui vett neelav materjal võivad hõõrdumist väga hästi vähendada, kuid toimivad surve all halvasti.
Täpsemalt on varasemad materjalid poorne maatriks, mis koosneb kollageenikiududest, proteoglükaanivalgust ja elastiinikiududest. Maatriks neelab viskoosse vedeliku, mida nimetatakse sünoviaalvedelikuks, mida toodetakse liigestes. Liigeste liikumisel vabastavad omavahel ühendatud kõhre pinnad järk-järgult vedeliku, et pakkuda määrimist. Üks probleem on see, et pärast hüdrogeeli kokkusurumist võtab normaalse kuju taastamine aega.
Nüüd, Dr. SIAVASH soltanahmadi juhtimisel Leedsi Ülikoolist, on institutsiooni ja Imperial College Londoni teadlased võtnud teistsuguse lähenemisviisi. Nad kasutavad endiselt hüdrogeeli, mis suudab määrdeaineid absorbeerida ja vabastada, kuid see geel sisaldub poorses tugimaatriksis, mida nimetatakse polü-kahe metüülsiloksaaniks (PDMS).
Kui hüdrogeel / polümeermaterjal on allutatud survejõule, võib polümeer panna määrdegeeli taluma 14 kuni 19 korda oma tugevust. Tegelikult on materjali elastne moodul loodusliku kõhre lähedal.
Teadlased usuvad, et võime kasutada vett tõhusa määrdeainena on palju rakendusi sellistes valdkondades nagu energia tootmine ja meditsiiniseadmed. Kuid tavaliselt nõuab see teistsugust lähenemist kui tavapärased insenerisüsteemid, mis kasutavad tavaliselt õlipõhiseid määrdeaineid ja kõva pinnakatteid. See projekt aitab neil neid nõudeid paremini mõista ja töötada välja uusi vahendeid nende täitmiseks.
Tulevikus võivad uued kõhrepõhised materjalid vaidlustada paljusid traditsioonilisi õli määrimise insenerisüsteeme. Uurimus on avaldatud ajakirjas Applied Polymer materjalid.
