Американские ученые создали легкий эластичный материал с эффектом памяти формы, который можно применять в протезировании, при изготовлении искусственных органов, в том числе и сердца, и в мягкой робототехнике. О новой разработке говорится в статье, опубликованной в последнем номере журнала Advance Materials.
Материал, созданный сотрудниками Корнельского Университета, представляет из себя пористую эластичную силиконовую пену. С помощью разработанной учеными методики из нее можно получить устройство любой необходимой формы. Чтобы получить требуемую форму жидкую основу пены, которая состоит из силиконового эластомера – полидиметилсилоксана и легко разлагаемой соли — гидрокарбоната аммония NH4HCO3, необходимо залить в форму и подвергнуть термической обработке.
От этого полидиметилсилоксан застывает и образуется эластичная основа для искусственного органа или устройства. Гидрокарбонат аммония при термической обработке разлагается на летучие компоненты: воду, амиак и углекислый газ, а на его месте образуются связные полости. Для создания нерастяжимого каркаса или обеспечения растяжения в определенных местах в форму необходимо добавить углеродное волокно.
Через созданный материал можно пропускать жидкости и воздух. К примеру, если придать материалу форму сердца, через него можно пропускать кровь. При этом часть поверхности искусственного сердца необходимо покрыть тонким слоем эластомера без добавления соли. После термической обработки он герметично закрывает ненужные поры, что не даст наполнителю выливался через случайные отверстия.
Благодаря добавлению термически разлагаемых солей разработчикам удалось добиться упрощения процесса создания связных пор в этих материалах.
Жидкостные эластомерные актюаторы относятся к классу гибких устройств, которые способны деформироваться под давлением, прилагаемым к внутренним полостям устройства, к примеру, пропуская через них воздух или жидкости. Под действием внутреннего давления они могут расширяться, закручиваться или изгибаться, тем самым повторяя движения органов.
