Kama mtu yeyote ambaye amewahi kunyoosha nywele zake anajua, maji ni adui.Nywele zilizonyooshwa kwa uchungu na joto zitarudi kwenye mikunjo dakika inapogusa maji.Kwa nini?Kwa sababu nywele zina kumbukumbu ya sura.Mali yake ya nyenzo huruhusu kubadilisha sura kwa kukabiliana na uchochezi fulani na kurudi kwenye sura yake ya awali kwa kukabiliana na wengine.
Je, ikiwa nyenzo zingine, haswa nguo, zingekuwa na aina hii ya kumbukumbu ya umbo?Hebu fikiria fulana iliyo na matundu ya kupozea ambayo hufunguka inapoangaziwa na unyevu na kufungwa wakati kavu, au nguo za ukubwa mmoja zinazonyoosha au kupungua kwa vipimo vya mtu.
Sasa, watafiti katika Chuo cha Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Science (SEAS) wameunda nyenzo inayoweza kuoana ambayo inaweza kuchapishwa kwa 3D katika umbo lolote na kuratibiwa mapema kwa kumbukumbu ya umbo linaloweza kutenduliwa.Nyenzo hizo zinatengenezwa kwa kutumia keratini, protini yenye nyuzinyuzi inayopatikana kwenye nywele, kucha na ganda.Watafiti walitoa keratini kutoka kwa pamba iliyobaki ya Agora inayotumika katika utengenezaji wa nguo.
Utafiti huo unaweza kusaidia juhudi pana za kupunguza upotevu katika tasnia ya mitindo, mojawapo ya wachafuzi wakubwa zaidi kwenye sayari.Tayari, wabunifu kama vile Stella McCarthy wanafikiria upya jinsi tasnia inavyotumia vifaa, pamoja na pamba.
"Kwa mradi huu, tumeonyesha kuwa sio tu tunaweza kuchakata pamba lakini tunaweza kujenga vitu kutoka kwa pamba iliyosafishwa ambayo haijawahi kufikiria hapo awali," alisema Kit Parker, Profesa wa Familia ya Tarr wa Bioengineering na Applied Fizikia katika SEAS na mwandamizi. mwandishi wa karatasi.“Matokeo ya uendelevu wa maliasili yako wazi.Tukiwa na protini ya keratini iliyorejeshwa, tunaweza kufanya mengi, au zaidi, kuliko yale ambayo yamefanywa kwa kukata manyoya wanyama hadi leo na, kwa kufanya hivyo, kupunguza athari za kimazingira za tasnia ya nguo na mitindo.”
Utafiti umechapishwa katika Nyenzo za Asili.
Ufunguo wa uwezo wa kubadilisha sura ya keratin ni muundo wake wa hali ya juu, alisema Luca Cera, mwanafunzi wa udaktari katika SEAS na mwandishi wa kwanza wa karatasi hiyo.
Mlolongo mmoja wa keratini umepangwa katika muundo wa chemchemi unaojulikana kama alpha-helix.Minyororo miwili kati ya hizi husokota pamoja na kuunda muundo unaojulikana kama koili iliyoviringishwa.Nyingi za coils hizi zilizopigwa hukusanywa katika protofilaments na hatimaye nyuzi kubwa.
"Mpangilio wa alpha helix na vifungo vya kemikali vinavyounganishwa hupa nyenzo nguvu na kumbukumbu ya umbo," Cera alisema.
Nyuzi inaponyooshwa au kufichuliwa kwa kichocheo fulani, miundo inayofanana na majira ya kuchipua hujikunja, na vifungo hujipanga upya ili kuunda laha-beta thabiti.Nyuzi hubakia katika nafasi hiyo hadi inapochochewa kurudi kwenye umbo lake la asili.
Ili kuonyesha mchakato huu, watafiti walichapisha karatasi za keratini za 3D katika maumbo anuwai.Walipanga umbo la kudumu la nyenzo - umbo ambalo litarudi kila wakati linapochochewa - kwa kutumia suluhisho la peroksidi ya hidrojeni na fosfati ya monosodiamu.
Mara tu kumbukumbu ilipowekwa, laha inaweza kupangwa upya na kufinyangwa kuwa maumbo mapya.
Kwa mfano, karatasi moja ya keratini ilikunjwa kuwa nyota changamano ya origami kama umbo lake la kudumu.Mara tu kumbukumbu ilipowekwa, watafiti waliiweka nyota hiyo ndani ya maji, ambapo ilifunuliwa na ikawa rahisi.Kutoka hapo, walikunja karatasi kwenye bomba lenye kubana.Mara baada ya kukauka, laha lilifungwa ndani kama bomba thabiti na linalofanya kazi kikamilifu.Ili kubadilisha mchakato huo, walirudisha bomba ndani ya maji, ambapo ilifunua na kukunjwa tena kwenye nyota ya origami.
"Mchakato huu wa hatua mbili wa uchapishaji wa 3D wa nyenzo na kisha kuweka maumbo yake ya kudumu inaruhusu uundaji wa maumbo changamano na vipengele vya kimuundo hadi kiwango cha micron," Cera alisema."Hii inafanya nyenzo hiyo kufaa kwa matumizi anuwai kutoka kwa nguo hadi uhandisi wa tishu."
"Iwapo unatumia nyuzi kama hizi kutengeneza sidiria ambazo ukubwa wa kikombe na umbo lake vinaweza kubinafsishwa kila siku, au unajaribu kutengeneza nguo zinazowasha kwa ajili ya matibabu, uwezekano wa kazi ya Luca ni mpana na wa kusisimua," Parker alisema."Tunaendelea kufikiria upya nguo kwa kutumia molekuli za kibaolojia kama sehemu ndogo za uhandisi kama ambazo hazijawahi kutumika hapo awali."
Muda wa kutuma: Sep-21-2020