Araştırmacılar binlerce doğal protein dizisini analiz ettiler ve su altında yapışkan kalabilen yeni bir hidrojel yapıştırıcı tasarlamak için AI’dan yardım aldı.
Araştırmacılar, okyanustaki bir kayaya lastik bir ördek yapıştırmak için yapışkan bir hidrojel test ettiler
Bir yıldan fazla bir süredir sahil kayasına yapışan lastik bir ördek, yeni bir yapışkan malzemenin gücünü kanıtladı. Yapıştırıcı derin deniz robotlarında ve onarım çalışmalarında veya tıbbi prosedürler için cerrahi tutkal olarak kullanılabilir.
Çin’deki Shenzhen Üniversitesi’nde Hailong hayranı, “Su altında bile son derece iyi çalışan süper yapışkan bir hidrojel geliştirdik-çok az malzemenin başarabileceği bir şey” diyor. Hidrojeller esnek ve yumuşak malzemelerdir.
Fan, daha sonra Japonya’daki Hokkaido Üniversitesi’nde ve meslektaşları, proteinlerin yapı taşlarını olan amino asitlerin en yapışkan kombinasyonlarını tanımlamak için birçok farklı organizmadan 24.000 yapışkan protein dizisini analiz etti. Bu bilgileri 180 farklı yapıştırıcı hidrojel oluşturmak için kullandılar. Daha sonra, süper yapışkan malzemeler için daha iyi tarifleri tahmin etmek için hidrojellerin malzeme özellikleri üzerinde yapay zeka modelleri eğittiler.
Bu süreç, ekibin yeni bir çok yönlü ve yapışkan hidrojel sınıfı geliştirmesine izin veriyor. Fan, malzeme yüzeylere bağlandığında ve deniz suyuna daldırıldığında veya yeniden batırılmış olsa bile bağlandığını söylüyor. Su altında 1 megapaskal yapışma mukavemeti aştı – aynı koşullar altında çoğu yumuşak, yapışkan malzemeden yaklaşık 10 kat daha güçlü.
Araştırma “yüksek performanslı yumuşak malzemeler tasarlama şeklimizde bir paradigma değişimi gösteriyor” diyor Zhao Qin, New York Eyaletindeki Syracuse Üniversitesi. Ekibi doğal proteinlerdeki yapışkanlık kalıplarını belirlediği ve yeni malzemede yakaladığı için övgüde bulundu.
Hidrojelin yapışkan mukavemetinin en tuhaf gösterisi, sarı kauçuk ördekin kıyı tarafından dalga ıslatılmış kayaya bağlı tutmasını içeriyordu. Daha pratik bir deneyde, hidrojel anında sızan bir su borusunu kapattı. Bu, sualtı yapılarının onarılmasına veya esnek elektronik ve robotik suya dirençli hale getirilmesine yardımcı olabileceğini düşündürmektedir.
Materyal ayrıca biyouyumluydu, araştırmacıların onu farelerin derisi altına implante ederek kanıtladılar. Bu, implantları takma veya cerrahi tutkal olarak çalışma gibi biyomedikal uygulamalar için yararlı hale getirebilir.
Hidrojelin yapışkanlığı dikkat çekicidir, diyor Qin, ancak malzemenin iyi performans göstermesi için nispeten kalın olması gerektiğini belirtiyor. Özellikle kaba, kirlenmiş veya hareketli yüzeylere sahip gerçek dünya durumlarında ideal deney koşullarının dışında test edildiğini görmeyi umuyor.
Araştırmacılar, çoğunun çalıştığı Hokkaido Üniversitesi aracılığıyla yeni materyal için bir patent sundular.
