Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Drukowany w 3D inteligentny hydrożel chodzi, a także chwyta i przemieszcza obiekty

Recommended Posts

Inżynierowie z Rutgers University opracowali drukowany w 3D inteligentny hydrożel, który "chodzi" pod wodą, chwyta różne obiekty i je przemieszcza.

Naukowcy twierdzą, że może to doprowadzić do uzyskania przypominających morskie zwierzęta, np. ośmiornice, miękkich robotów, które przemieszczają się pod wodą. Wspominają też o sztucznym sercu, żołądku i innych mięśniach, a także urządzeniach diagnostycznych, wykrywających i dostarczających leki czy przeprowadzających podwodne inspekcje.

Miękkie materiały są często tańsze w produkcji. W porównaniu do bardziej złożonych mechanicznie twardych urządzeń, te miękkie łatwiej zaprojektować, miniaturyzować i kontrolować.

Nasz drukowany w 3D inteligentny żel ma duży potencjał w zakresie inżynierii biomedycznej, bo przypomina tkanki ludzkiego ciała, które także zawierają dużo wody i są bardzo miękkie. Oprócz tego można go wykorzystywać w wielu rodzajach podwodnych urządzeń [...] - opowiada Howon Lee.

Badanie, którego wyniki ukazały się w piśmie ACS Applied Materials & Interfaces, koncentruje się na drukowanym hydrożelu, który po aktywowaniu prądem przemieszcza się i zmienia kształt.

Hydrożel umieszcza się w elektrolicie. Za wywołanie ruchu - marsz do przodu, zmianę kierunku, chwytanie i przesuwanie obiektów - odpowiadają dwa przewodzące prąd druciki.

Wydrukowany przez zespół Lee ludzik ma około cala (25,4 mm) wysokości. Prędkością przemieszczania się hydrożelu manipulowano, zmieniając jego wymiary (cieńszy rusza się szybciej). Zmiany kształtu zależą od stężenia roztworu i natężenia pola elektrycznego. Ponieważ miękki materiał zawiera ponad 70% wody i reaguje na stymulację elektryczną, wg Lee, przypomina mięśnie.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Szanowna redakcjo, 

literówki pojawiają się coraz częściej. Tym razem w zdaniu "Wydrukowany przez zespół Lee ludzik ma około cala (25,4 mm) wysokości". Przecinek przeskoczył nie w tę stronę. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
16 minut temu, tomek776 napisał:

Przecinek przeskoczył nie w tę stronę. 

A w którą miał przeskoczyć? 1 cal = 2,54 cm = 25,4 mm. Gdzie tu widzisz problem z przecinkiem?

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 18.05.2018 o 15:59, tomek776 napisał:

literówki pojawiają się coraz częściej.

Akurat artykuły Ani można poznać praktycznie bez czytania podpisu. Po ładniejszym stylu i właśnie po braku błędów w tekście.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Posługując się polem magnetycznym i hydrożelem, naukowcy ze Szkoły Medycyny Uniwersytetu Pensylwanii zademonstrowali potencjalną metodę odtwarzania złożonych tkanek. Za jej pomocą można by sobie radzić np. z degeneracją tkanki chrzęstnej. Wyniki badań zespołu opublikowano w piśmie Advanced Materials.
      Odkryliśmy, że jesteśmy w stanie organizować obiekty, takie jak komórki, w taki sposób, by utworzyć [...] złożone tkanki, nie zmieniając samych komórek. By uzyskać reakcję na pole magnetyczne, inni musieli dodawać do komórek cząstki magnetyczne. Zabieg ten może jednak wywierać niepożądany długofalowy wpływ na zdrowie komórki. Zamiast tego manipulowaliśmy więc magnetycznym charakterem otoczenia komórki; dzięki temu mogliśmy organizować obiekty za pomocą magnesów - opowiada Hannah Zlotnick.
      U ludzi ubytki w chrząstce naprawia się za pomocą różnych sztucznych i biologicznych materiałów. Ich właściwości odbiegają jednak od oryginału, dlatego należy się liczyć z ograniczeniami takiego rozwiązania. Zlotnik wskazuje też na naturalny gradient chrząstki (powierzchniowo występuje większa liczba komórek).
      Mając to wszystko na uwadze, Amerykanie postanowili poszukać innego rozwiązania. Podczas eksperymentów odkryli, że gdy do hydrożelu mającego formę ciekłą doda się ciecz magnetyczną, można porządkować komórki i inne obiekty, w tym mikrokapsułki do dostarczania leków, według specyficznego wzorca, który przypomina naturalną tkankę. Wystarczy przyłożyć zewnętrzne pole magnetyczne.
      Po działaniu pola magnetycznego całość wystawiano na oddziaływanie ultrafioletu (naukowcy prowadzili fotosieciowanie, utrwalając rozmieszczenie obiektów).
      W porównaniu do standardowych jednolitych materiałów syntetycznych [...], takie "odwzorowane magnetycznie" tkanki lepiej przypominają oryginał pod względem rozmieszczenia komórek i właściwości mechanicznych [uczeni odtworzyli chrząstkę stawową] - podkreśla dr Robert Mauck.
      Technikę badano na razie wyłącznie in vitro.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Międzynarodowy zespół naukowców zaprojektował hydrożel, który pozwala hodować wykorzystywane w immunoterapii nowotworów limfocyty T. Hydrożele te imitują węzły chłonne, gdzie limfocyty T się namnażają. Zespół ma nadzieję, że technologia szybko znajdzie zastosowanie w klinikach.
      Uczeni, których artykuł ukazał się w piśmie Biomaterials, rozpoczęli projekt, którego celem jest drukowanie nowego hydrożelu w 3D. Ma to przyspieszyć transfer technologii na rynek.
      Hydrożele 3D są wykonywane z 1) poli(tlenku etylenu), biokompatybilnego polimeru szeroko wykorzystywanego w biomedycynie, oraz 2) drobnocząsteczkowej heparyny. Polimer zapewnia właściwości strukturalne i mechaniczne konieczne do wzrostu limfocytów T, a heparyna "kotwiczy" różne biocząsteczki, np. cytokinę CCL21; CCL21 występuje w węzłach chłonnych i odgrywa ważną rolę w migracji i proliferacji komórek.
      Naukowcy wyjaśniają, że w leczeniu nowotworów można stosować adoptywną terapię komórkową (ang. adoptive cell therapy). Polega ona na wykorzystaniu zmodyfikowanych in vitro własnych komórek odpornościowych pacjenta i zwrotnym ich podaniu do krwiobiegu.
      Jej zastosowanie jest ograniczane przez obecne podłoża hodowlane, ponieważ nie są one na tyle skuteczne, by umożliwić namnażanie i wzrost odpowiedniej liczby terapeutycznych limfocytów T w krótkim czasie i w opłacalny ekonomicznie sposób - podkreśla Judith Guasch z Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC).
      Zespół będzie próbował drukować kompatybilne z bioreaktorami duże hydrożele 3D. Celem ma być namnażanie limfocytów T w bardziej wydajny sposób. Obecnie trwa poszukiwanie partnerów przemysłowych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Uniwersytetu Hokkaido opisali hydrożel, który naśladuje zdolność ludzkiego mózgu do zapamiętywania i zapominania. Wyniki ich badań ukazały się w piśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
      Ludzki mózg uczy się różnych rzeczy i zapomina informacje, gdy nie są już istotne. Odtworzenie dynamicznego procesu pamięciowego w materiałach wyprodukowanych przez człowieka stanowi wyzwanie. Ostatnio japońscy naukowcy uzyskali hydrożel, który naśladuje dynamiczną funkcję pamięciową naszego mózgu.
      Hydrożele są doskonałymi kandydatami do odtwarzania funkcji biologicznych, ponieważ są miękkie i wilgotne jak ludzkie tkanki. Jesteśmy podekscytowani, mogąc zademonstrować, jak hydrożel naśladuje pewne funkcje pamięciowe tkanki mózgowej - cieszy się prof.  Jian Ping Gong.
      Podczas testów akademicy umieszczali cienką warstwę hydrożelu (o ok. 45% zawartości wody) między płytkami. W górnej wycięty był kształt, np. samolot, albo wyraz, np. "GEL". Na początku żel umieszczano w zimnej wodzie, a potem przenoszono go do gorącej kąpieli. Żel wchłaniał wodę w odsłoniętej części. W ten sposób wzorzec był nanoszony na materiał jak informacja.
      Kiedy zawierający poliamfolity żel przenoszono z powrotem do zimnej wody, odsłonięty obszar stawał się ciemniejszy, przez co przechowywana informacja była wyraźnie widoczna. W niższej temperaturze hydrożel stopniowo się kurczył, uwalniając wchłoniętą wodę. Wzór coraz bardziej bladł.
      Japończycy zauważyli, że im dłużej żel pozostawał w gorącej kąpieli, tym ciemniejszy (bardziej intensywny) był wzór i tym więcej czasu zajmowało blaknięcie czy, inaczej mówiąc, zapominanie informacji. Zespół wykazał także, że wyższe temperatury intensyfikowały "wspomnienia".
      Wygląda to podobnie jak u ludzi. Im więcej czasu spędzasz na uczeniu się czegoś lub im silniejszy jest bodziec emocjonalny, tym dłużej się zapomina - wyjaśnia prof. Kunpeng Cui.
      Uczeni zademonstrowali, że pamięć hydrożelowa jest stabilna przy wahaniach temperatury i dużym rozciąganiu. Co ciekawe, można zaprogramować proces zapominania, dostrajając czas uczenia termicznego lub temperaturę. Gdy do poszczególnych liter wyrazu GEL zastosowano, na przykład, różne czasy uczenia, litery zanikały sekwencyjnie.
      Przypominający działanie mózgu hydrożelowy system pamięciowy można eksplorować pod kątem pewnych zastosowań, np. w wiadomościach, które znikają ze względów bezpieczeństwa - podsumowuje Cui.
       

       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      By uświetnić otwarcie wyremontowanego muzeum, dr Giulia Boetto, badaczka z Camille Jullian Centre (CNRS/Aix-Marseille Université), koordynowała rekonstrukcję 3D trzech drewnianych łodzi, znalezionych ok. 60 lat temu podczas wykopalisk w porcie rzymskim Portus (Portus Augustis Ostiensis). Łodzie - rybacką, małą żaglówkę i lichtugę - wykorzystywano między II a wczesnym V w. n.e.
      Gdy łodzie porzucono, z biegiem lat przykryła je warstwa osadów. Warunki beztlenowe sprawiły, że zachowały się aż do naszych czasów i mogły trafić do muzeum.
      Za pomocą najnowocześniejszych technik sporządzono cyfrową dokumentację drewnianych szczątków. By uzyskać modele 3D, Boetto nawiązała współpracę z marsylskim start-upem Ipso Facto. Pierre Poveda pomógł zaś odtworzyć brakujące elementy (wykorzystał do tego porównania archeologiczne i dokumentację obrazową).
      Do końca roku rekonstrukcje będzie można podziwiać w Museo delle Navi w Parku Archeologicznym Starożytnej Ostii. Wystawa pozwoli poznać techniki konstruowania starożytnych łodzi, a także wirtualnie nawigować po starożytnym kompleksie portowym.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ostatnie badania wykazały, że osoby z otyłością i nadwagą są podatne na insulinooporność mózgu. Naukowcom z Uniwersytetu w Tybindze zależało więc na sprawdzeniu, czy ćwiczenia mogą poprawić insulinowrażliwość i funkcjonowanie poznawcze w tej grupie osób.
      Zespół dr Stephanie Kullman zebrał grupę 22 osób prowadzących siedzący tryb życia. Wszyscy mieli nadwagę bądź otyłość (średni wskaźnik masy ciała, BMI, wynosił 31). Ochotnicy wzięli udział w 8-tygodniowym programie treningowym, w którym uwzględniono m.in. jazdę na rowerze i marsz. Skanowanie mózgu miało miejsce przed i po interwencji. Funkcje mózgu mierzono przed i po donosowym podaniu insuliny. Naukowcy badali także nastrój, funkcje poznawcze i metabolizm obwodowy.
      Okazało się, że choć program ćwiczeń doprowadził jedynie do marginalnej utraty wagi, funkcje mózgu ważne dla metabolizmu znormalizowały się po zaledwie 8 tygodniach. Ćwiczenia zwiększyły np. miejscowy przepływ krwi w zależnych od dopaminy regionach kontroli motorycznej i procesów nagrody.
      Insulinowrażliwość wzrosła zwłaszcza w prążkowiu; reakcja mózgu osoby otyłej przypominała po 8 tygodniach odpowiedź człowieka z prawidłową masą ciała. Co ciekawe, im więcej ktoś stracił tłuszczu brzusznego, tym większa była poprawa funkcji mózgu.
      Ochotnicy wspominali też o poprawie nastroju i zdolności przełączania między zadaniami, co wskazuje na poprawę funkcji wykonawczych.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...