Исследовательская группа из университета Питтсбурга (University of Pittsburgh, США) разработала компьютерную модель, с помощью которой можно будет создать материалы, восстанавливающие свою структуру даже при существенных разрушениях. Модель строилась с учетом процессов, которые происходят в организме животных, способных к регенерации конечностей.
В статье, опубликованной в журнале Nano Letters, биологические процессы регенерации рассматриваются как динамический каскад из трех команд. Первая запускает процесс восстановления, вторая инициирует нарастание ткани до первоначальной формы, третья сигнализирует об окончании регенерации.
Искусственный материал, способный к самовосстановлению, должен, таким образом, «понять», что материал поврежден. Далее инициировать заполнение поврежденных участков и завершить процесс. Свою главную задачу исследователи видели в разработке модели транспортной системы, которая, подобно крови, сможет переносить необходимые для регенерации компоненты к месту, где они необходимы.
Математическая модель описывает гибридный материал, состоящий из наностержней, которые находятся в полимерном геле, окруженном раствором. В растворе содержатся мономеры и молекулы, обеспечивающие «сшивание» полимеров между собой. Когда часть материала удаляется, близкие к месту удаления наностержни перемещаются к оголившейся поверхности. Вокруг них инициируется процесс полимеризации.
Регенерация целых частей пока еще остается на уровне теорий. Однако восстановление полимерных покрытий и даже металлических деталей является реальным уже сейчас. Так, исследователи из Массачусетского технологического института обнаружили способность металлов к самовосстановлению при определенных условиях.
