Материал с программируемым самоуничтожением

11.08.2017

Большинство искусственных материалов очень прочные, и это большой плюс при их использовании, но большой минус, когда дело доходит до их утилизации. Сейчас исследователи из Мюнхенского технического университета разрабатывают материалы, которые разлагаются, когда в них заканчивается энергия. Такие материалы можно будет использовать для целевой доставки лекарств по организму, а в будущем и для создания самоуничтожающейся упаковки для товаров.

Если животное или растение не получает энергии через пищу или солнечные лучи, оно погибает и разлагается. Но искусственное вещество не выполняет этот вид обмена энергией с окружающей средой, что позволяет ему сохранять свою форму в течение длительного времени. А для утилизации таких веществ зачастую нужно потратить значительное количество энергии.

"Большинство искусственных вещества химически очень стабильны, и чтобы разложить их на компоненты, нужно потратить много энергии. Природа не производит свалок. Вместо этого, биологические клетки постоянно синтезируют новые молекулы из вторсырья. Некоторые из этих молекул могут собираться в более крупные структуры, так называемые надмолекулярные агрегаты, образующие структурные компоненты клеток. Этот динамический ансамбль вдохновил нас на разработку материалов, которые самостоятельно утилизируются, когда они больше не нужны", - говорит Джоб Бокховен, ведущий автор исследования.

Для имитации подобных природных систем, ученые создали соединения молекул, которые собираются в гидрогель при добавлении "топлива". Это топливо имеет форму высокоэнергетических молекул, называемых карбодиимидами. Химическая реакция позволяет сохранять материал стабильным до тех пор, пока есть запас энергии. Когда она в конце концов заканчивается, материал попросту распадается на свои составные молекулы, которые можно вновь собрать, просто добавок "топлива".

В лабораторных тестах ученым удалось создать материалы с прогнозируемой продолжительностью жизни от нескольких минут до нескольких часов, а после они распадались.

<< Назад: Польза и вред видеоигр 12.08.2017

>> Вперед: Умная рубашка Xenoma e-skin 11.08.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Влияние беременности на биологический возраст женщины 17.03.2024 Наблюдения за женщинами в период беременности и после него показали, что процесс вынашивания ребенка влияет на ДНК женщины, делая ее биологически старше на два года. Тем не менее, открыто, что через несколько месяцев после родов возможно предотвратить и даже уменьшить этот эффект, снижая биологический возраст на несколько лет. Полученные результаты согласуются с предыдущими исследованиями на животных и небольшой группе людей, и они помогут лучше понять процессы старения у человека. Результаты найчной работы указывают на значительное влияние беременности на биологический возраст женщин. Наблюдения показывают, что процесс вынашивания ребенка ускоряет старение организма, делая женщину биологически старше на несколько лет. Тем не менее, после родов возможно предотвратить или даже уменьшить этот эффект, что открывает новые перспективы в изучении процессов старения и омоложения. Дальнейшие исследования с большим количеством участников позволят более точно определить механизмы, лежащие в основе этих изменений, что может привести к разработке новых методов поддержания здоровья женщин в период беременности и после него. Международная группа ученых провела исследование о влиянии стресса во время беременности на биологический возраст, который отражает износ организма по сравнению со среднестатистическими показателями для человека того же возраста. Для этого была проанализирована кровь 119 женщин на разных стадиях беременности и через три месяца после родов. Выяснилось, что за период беременности биологический возраст женщин увеличился на 1,2-2,5 года. Это означает, что процесс старения ускоряется во время беременности. Однако после родов женщины испытывали обратный процесс и иногда становились моложе на 3-8 лет по меркам биологического возраста. Больший эффект был у женщин, кормивших грудью исключительно грудным молоком, а меньший - у женщин с ожирением до беременности. Хотя ученые не знали точного биологического возраста женщин до беременности, предполагается, что он был выше, чем после нее, что может свидетельствовать не только о возвращении к прежнему состоянию, но и о моложении организма. Следующие исследования будут проводиться с большим числом участников для более точного анализа.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026