Un polímero vascularizado inspirado en la estructura de las nervaduras de una hoja. Los canales vasculares dentro del polímero se pueden usar para introducir diferentes tipos de compuestos en el material, que luego puede difundirse a la superficie. Crédito:Caitlin Howell
"Adaptar, crecer, sanar "probablemente suene como un sabio consejo de los padres para los estudiantes que acaban de ir a la universidad. De hecho, es el fundamento biológico detrás de una investigación reciente en la Universidad de Maine que estudia el biomimetismo. Una de las preguntas fundamentales de la biomimetismo es cómo se adaptan los organismos, crecer, sanar, e incluso sobrevivir.
En un esfuerzo por encontrar la respuesta, La biomimetismo utiliza sistemas de la vida real para inspirar el diseño y la fabricación de la próxima generación de materiales que pueden resolver problemas como lo hace la naturaleza. desde curar heridas hasta prevenir infecciones, a un dia, quizás, cohetes y coches "en crecimiento".
"Científicamente, El aspecto más significativo e interesante de este trabajo es, en primer lugar, utilizar este enfoque para comprender cómo ocurren estos fenómenos impulsados por la interfaz. y luego trabajar para utilizar este conocimiento para impulsar el sistema biológico a hacer lo que queremos que haga o reproducirlo artificialmente, "dijo el profesor de ingeniería biológica de la Universidad de Maine, Caitlin Howell.
El trabajo del equipo de Howell se presentará durante el 64º Simposio y Exposición Internacional de AVS, 29 de octubre-nov. 3, 2017, en Tampa, Florida.
Howell comenzó su investigación sobre los sistemas vivos con hongos, investigando cómo estas formas de vida más pequeñas derriban árboles gigantes, algunos de los pocos organismos capaces de hacerlo. Ella y su equipo ahora se enfocan en generar nueva tecnología basada en cómo los sistemas vivos como estos hacen lo que hacen.
Un área importante de aplicación potencial para su trabajo es la adhesión bacteriana que conduce a la formación de biopelículas. Las biopelículas causan una amplia gama de problemas en la industria y la medicina. Usando un método inspirado en la planta de jarra Nepenthes, que usa un delgado, capa de agua inmovilizada para repeler insectos, El grupo de Howell puede crear patrones selectivos de adhesión bacteriana utilizando materiales de laboratorio comunes y tratamientos de superficie simples de sobremesa.
"Inspirado en los sistemas vasculares de plantas y animales, luego podemos hacer que estas superficies se repongan continuamente mediante la incrustación de canales dentro del propio material. Luego, los canales se llenan con exceso de líquido, que puede difundirse a la superficie y curar áreas agotadas o dañadas, "Howell dijo.
El equipo también está trabajando para desarrollar estos materiales en sustratos de papel para crear bajo costo, materiales livianos para el manejo de patógenos para su uso en diagnósticos o análisis. "A través de este trabajo, nuestro objetivo es desarrollar herramientas nuevas y versátiles para la exploración y control de microorganismos, "Howell dijo.
Demasiados, la idea de diseñar sistemas de autocuración o hacer crecer un cohete o un automóvil, con funcionalidades de superficie que cambian bajo demanda para ser resistentes al calor, repelente de radiaciones, camuflado suave o duro, suena a ciencia ficción. Pero la imaginación científica es la esencia misma de la innovación tecnológica; tiene sus raíces en lo aparentemente fantástico.
"Los aviones y la comunicación inalámbrica alguna vez fueron ciencia ficción, también, Howell dijo. "Veo que mi trabajo se encuentra entre los fundamentos utilizados para hacer posible este tipo de cosas".