Достигнув доказательства понятия, исследователи теперь готовы произвести прототипы ткани для диапазона продвинутых функциональных материалов, которые могли преобразовать медицинское, безопасность и транспортные сектора. Патенты для инноваций находятся на рассмотрении в Австралии, Соединенных Штатах и Европе.Потенциальные будущие заявления колеблются от защитных исков, которые напрягаются под высоким воздействием для лыжников, водителей гоночных автомобилей и астронавтов, до ‘интеллектуальных’ бандажей сжатия для тромбоза глубоких вен, которые отвечают на движение владельца и более безопасный стальной пояс радиальные шины.
Исследование издано в Научных Отчетах Природы.Много тканей животного и растения показывают ‘умные’ и адаптивные свойства. Один такой материал – periosteum, рукав мягкой ткани, который окутывает самые костистые поверхности телом. Сложное расположение коллагена, эластина и других структурных белков дает periosteum удивительную упругость и предоставляет костям добавленную силу под высокой нагрузкой воздействия.
До сих пор отсутствие масштабируемых ‘восходящих’ подходов исследователями загнало их способность в угол использовать умные ткани, чтобы создать передовые функциональные материалы.Председатель Пола Трейнора UNSW Биоинженерии, профессор Мелисса Нозэ Тейт, заявил, что ее команда впервые нанесла на карту сложную архитектуру ткани periosteum, визуализировала их в 3D на компьютере, расширила ключевые компоненты и произвела прототипы, используя технологию ткацкого станка.«Результат – серия текстильных прототипов образчика, которые подражают умным свойствам напряжения напряжения periosteum. Мы также продемонстрировали выполнимость использования этой техники, чтобы проверить другие волокна, чтобы произвести целый диапазон нового текстиля», сказал профессор Нозэ Тейт.
Чтобы понять функциональную способность periosteum, команда использовала невероятно высококачественную систему отображения, чтобы исследовать и нанести на карту ее архитектуру.«Мы тогда проверили выполнимость предоставления естественной ткани periosteum, ткет программное обеспечение автоматизированного проектирования использования», сказал профессор Нозэ Тейт.Компьютерное моделирование позволило исследователям увеличивать архитектурные образцы природы, чтобы соткать periosteum-вдохновленные, многомерные ткани, используя современный управляемый компьютером жаккардовый ткацкий станок.
Ткацкий станок известен как оригинальный элементарный компьютер, сначала представленный в 1801.«Проблема с использованием коллагена и эластина является их волокнами, которые являются слишком маленькими, чтобы вписаться в ткацкий станок.
Таким образом, мы использовали упругий материал, который подражает эластину и шелку, который подражает коллагену», сказал профессор Нозэ Тейт.В первом тесте увеличенной ткани ткацкое понятие соткали серию текстильных прототипов образчика, использование определенных комбинаций коллагена и эластина в образце твила, разработанном, чтобы отразить periosteum’s, переплетается. Механическое тестирование образчиков показало, что они показали подобные свойства, найденные в естественном коллагене periosteum, и эластин переплетаются.
Первый автор и доктор философии биоинженерии кандидат, Джоанна Ын, сказали, что техника имела значительные последствия для развития продвинутых материалов следующего поколения и механически функционального текстиля.В то время как у материалов, произведенных жаккардовым ткацким станком, есть потенциальные внедрения в производство – один tyremaker полагает, что титан переплетается, мог породить новое поколение разбавителя, более сильных и более безопасных шин с радиальным кордом стального пояса – команда UNSW в конечном счете сосредоточена на человеческом потенциале машины.
«Наша долгосрочная цель состоит в том, чтобы соткать биологические ткани – части чрезвычайно человеческого тела – в лаборатории, чтобы заменить и восстановить наши провальные суставы, которые отражают биологию, архитектуру и механические свойства periosteum», сказала г-жа Ын.Грант развития NHMRC, полученный в ноябре, позволит команде брать свое исследование к следующей фазе.
Исследователи будут работать с Кливлендской Клиникой и профессором Сиднейского университета Тони Вайсом, чтобы развивать и коммерциализировать костные имплантаты прототипа для преклинического исследования, используя ‘умную’ технологию, в течение трех лет.