压力之下：新的仿生材料可以“变身”，由人骨和五颜六色的珊瑚礁响应如何调整矿藏自己周围的环境，研究人员创建了一个可以在改变其刚度的自适应材料的启发外力

调查结果的报告，在先进材料今天发表。

“想象一下，一个骨植入或桥能自我加强，将高力而未检验和维护应用。这将允许更安全的植入物和桥梁用最少的并发症，成本和停机时间，”成勋康，在助理教授机械工程，霍普金斯至尊材料研究所和研究所纳米生物技术，美国约翰·霍普金斯大学和研究的资深作者系。

虽然其他研究人员试图之前创建相似的合成物质，这样做已具有挑战性，因为这些材料是困难和昂贵的创建，或需要有效维护中创建和他们多少可以承受的压力是有限的，当他们。与适应性性能有材料，如木材那些和骨骼，可以提供更安全的结构，节约资金和资源，并减少有害环境的影响。

天然材料在周围环境中使用的资源可以自我调节;例如，骨骼使用细胞信号以控制从血液他们周围采取矿物的添加或去除。这些天然材料的启发，康有为和他的同事试图建立一个资料系统，可以响应施加压力补充矿物质。

该团队通过使用可机械力转换成电荷作为支架，或支撑结构，可以创建费用成正比置于其上外力的材料开始了。球队的希望是，这些费用可以作为信号的材料从环境中的矿物离子矿化开始。

康和同事们浸入这些材料的聚合物膜在模拟体液模仿人类血浆的离子浓度。在模拟体液孵育材料后，矿物质开始形成的表面上。该小组还发现，他们可以控制的矿物质通过控制液体的离子成分形成的类型。

然后团队建立锚固在一端以从材料到其他的一端逐渐增加的应力的光束，并发现与更多的应力区域有更多的矿物堆积;矿物高度是施加的应力的平方根成比例的。

他们的方法，研究人员说，是简单的，低成本的，不需要额外的能量。

“我们的研究结果可以为新的类，它可以自我加强件损坏区域自我再生材料的铺垫，”康说。康希望这些材料可以一天被用作支架，以加速处理骨相关疾病或骨折，用于牙科治疗或其他类似应用智能树脂。

此外，这些发现有助于科学家们理解动态材料以及如何矿化的作品，可以在需要的骨再生理想的环境中阐明的。

资源 Johns Hopkins University. "Under pressure: New bioinspired material can 'shapeshift' to external forces." ScienceDaily. ScienceDaily, 17 April 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200417114438.htm>.