Ο χόνδρος είναι ο μαλακός ινώδης ιστός γύρω από την άρθρωση. Ο χόνδρος καλύπτει και τα δύο άκρα της άρθρωσης, όπως το ανθρώπινο γόνατο, έτσι ώστε να μπορούν να κινούνται ομαλά μεταξύ τους χωρίς να φορούν τον οστό ιστό παρακάτω. Ο χόνδρος παρέχει προστασία από το συμπιεστικό φορτίο πεζοπορίας, τρεξίματος ή ανύψωσης.
Τώρα, σε μια δημοσίευση που δημοσιεύθηκε στο Wall Street Journal, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Leeds και του Imperial College London ανακοίνωσαν ότι έχουν αναπαραγάγει τις ιδιότητες του χόνδρου σε ένα συνθετικό αυτολιπαντικό υλικό που απαιτεί μόνο περιστασιακή έγχυση νερού.
Chen Gen: τεχνητό&"χόνδρος GG", ένα νέο φέρον υλικό που μιμείται τη φύση
Στην πραγματικότητα, οι ειδικές φέρουσες ιδιότητες του χόνδρου οδήγησαν τους επιστήμονες να προσπαθήσουν να δημιουργήσουν ένα συνθετικό υλικό με ιδιότητες χόνδρου για πολλά χρόνια. Ωστόσο, μέχρι στιγμής, τα αποτελέσματά τους ήταν ανάμεικτα. Στις πρώτες προσπάθειες ανάπτυξης συστημάτων τεχνητού χόνδρου, οι ερευνητές τείνουν να επικεντρώνονται στη χρήση υδροπηκτών. Τα υδρογέλη ως υλικό απορρόφησης νερού μπορεί να μειώσουν την τριβή πολύ καλά, αλλά έχουν χαμηλή απόδοση υπό πίεση.
Συγκεκριμένα, τα προηγούμενα υλικά είναι πορώδης μήτρα που αποτελείται από ίνες κολλαγόνου, πρωτεϊνογλυκάνες και ίνες ελαστίνης. Η μήτρα απορροφά ένα ιξώδες υγρό που ονομάζεται αρθρικό υγρό, το οποίο παράγεται στις αρθρώσεις. Καθώς οι αρμοί κινούνται, οι διασυνδεδεμένες επιφάνειες χόνδρου απελευθερώνουν σταδιακά το υγρό για να παρέχουν λίπανση. Ένα πρόβλημα είναι ότι μετά τη συμπίεση της υδρογέλης, χρειάζεται χρόνος για την ανάκτηση του φυσιολογικού σχήματος.
Τώρα, υπό την ηγεσία του Dr. SIAVASH soltanahmadi του Πανεπιστημίου του Λιντς, επιστήμονες στο ίδρυμα και το Imperial College London έχουν υιοθετήσει μια διαφορετική προσέγγιση. Εξακολουθούν να χρησιμοποιούν μια υδρογέλη που μπορεί να απορροφήσει και να απελευθερώσει λιπαντικά, αλλά αυτό το πήκτωμα περιέχεται σε μια πορώδη μήτρα στήριξης που ονομάζεται poly two methylsiloxane (PDMS).
Όταν το υλικό υδροπηκτής / πολυμερούς υποβάλλεται σε δύναμη συμπίεσης, το πολυμερές μπορεί να κάνει το λιπαντικό πήκτωμα να αντέχει 14 έως 19 φορές τη δική του αντοχή. Στην πραγματικότητα, ο ελαστικός συντελεστής του υλικού είναι κοντά σε αυτόν του φυσικού χόνδρου.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η ικανότητα χρήσης του νερού ως αποτελεσματικού λιπαντικού έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών σε τομείς όπως η παραγωγή ενέργειας και ο ιατρικός εξοπλισμός. Ωστόσο, αυτό συνήθως απαιτεί μια διαφορετική προσέγγιση από τα συμβατικά μηχανικά συστήματα που χρησιμοποιούν συνήθως λιπαντικά με βάση το λάδι και σκληρές επιχρίσεις. Αυτό το έργο τους βοηθά να κατανοήσουν καλύτερα αυτές τις απαιτήσεις και να αναπτύξουν νέα εργαλεία για την ικανοποίησή τους.
Στο μέλλον, νέα υλικά με βάση τον χόνδρο ενδέχεται να προκαλέσουν πολλά παραδοσιακά συστήματα μηχανικής λίπανσης λαδιού. Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Applied Polymer.
