Hrskavica je mekano vlaknasto tkivo oko zgloba. Hrskavica pokriva oba kraja zgloba, poput ljudskog koljena, tako da se mogu glatko pomicati jedna s drugom bez nošenja koštanog tkiva ispod. Hrskavica pruža zaštitu od tlačnog opterećenja hodanja, trčanja ili dizanja.
Sad su u radu objavljenom u Wall Street Journal-u istraživači sa Sveučilišta Leeds i Imperial College London objavili da su replicirali svojstva hrskavice u sintetičkom samopodmazujućem materijalu koji zahtijeva samo povremeno ubrizgavanje vode.
Chen Gen: umjetni" hrskavica", novi nosivi materijal koji oponaša prirodu
Zapravo, posebna svojstva nošenja hrskavice navela su znanstvenike da dugi niz godina pokušavaju stvoriti sintetički materijal s svojstvima hrskavice. Ali do sada su njihovi rezultati bili mješoviti. U ranim pokušajima razvoja sustava umjetne hrskavice, istraživači su se usredotočili na upotrebu hidrogela. Hidrogelovi kao materijal koji upija vodu mogu vrlo dobro smanjiti trenje, ali pod tlakom imaju loše rezultate.
Konkretno, prošli materijali su porozni matriks sastavljen od kolagenskih vlakana, proteoglikana proteina i elastinskih vlakana. Matrica apsorbira viskoznu tekućinu koja se naziva sinovijalna tekućina koja se stvara u zglobovima. Kako se zglobovi pomiču, međusobno povezane površine hrskavice postupno ispuštaju tekućinu kako bi osigurale podmazivanje. Jedan je problem u tome što je nakon stiskanja hidrogela potrebno vrijeme da se oporavi normalan oblik.
Sada su pod vodstvom dr. SIAVASH soltanahmadi sa Sveučilišta Leeds, znanstvenici s te institucije i Imperial College u Londonu zauzeli drugačiji pristup. Još uvijek koriste hidrogel koji može apsorbirati i oslobađati maziva, ali ovaj je gel sadržan u poroznoj potpornoj matrici koja se naziva poli dva metilsiloksan (PDMS).
Kada se hidrogel / polimerni materijal podvrgne tlačnoj sili, polimer može učiniti da gel za podmazivanje izdrži 14 do 19 puta veću vlastitu čvrstoću. Zapravo je modul elastičnosti materijala blizak modulu elastičnosti prirodne hrskavice.
Istraživači vjeruju da sposobnost upotrebe vode kao djelotvornog maziva ima širok spektar primjene u područjima poput proizvodnje energije i medicinske opreme. Međutim, to obično zahtijeva drugačiji pristup od uobičajenih inženjerskih sustava koji obično koriste maziva na bazi ulja i tvrde površinske premaze. Ovaj im projekt pomaže da bolje razumiju ove zahtjeve i razviju nove alate koji će ih ispuniti.
U budućnosti, novi materijali na bazi hrskavice mogu izazvati mnoge tradicionalne sustave podmazivanja uljem. Istraživanje je objavljeno u časopisu Applied Polymer materials.
