Tulang rawan adalah tisu berserat lembut di sekitar sendi. Tulang rawan merangkumi kedua-dua hujung sendi, seperti lutut manusia, sehingga dapat bergerak dengan lancar antara satu sama lain tanpa memakai tisu tulang di bawah. Tulang rawan memberikan perlindungan dari beban mampatan berjalan, berlari atau mengangkat.
Sekarang, dalam makalah yang diterbitkan di Wall Street Journal, para penyelidik di Universiti Leeds dan Imperial College London telah mengumumkan bahawa mereka telah mereplikasi sifat tulang rawan dalam bahan pelincir diri sintetik yang hanya memerlukan suntikan air sekali-sekala.
Chen Gen: tiruan GG; tulang rawan GG;, bahan penahan beban baru yang meniru alam semula jadi
Sebenarnya, sifat rawan beban khas telah mendorong para saintis untuk berusaha membuat bahan sintetik dengan sifat tulang rawan selama bertahun-tahun. Tetapi setakat ini, keputusan mereka bercampur-campur. Dalam percubaan awal untuk mengembangkan sistem tulang rawan buatan, para penyelidik cenderung menumpukan perhatian pada penggunaan hidrogel. Hidrogel sebagai bahan penyerap air dapat mengurangkan geseran dengan baik, tetapi berkinerja buruk di bawah tekanan.
Secara khusus, bahan-bahan masa lalu adalah matriks berpori yang terdiri daripada serat kolagen, protein proteoglikan dan serat elastin. Matriks menyerap cecair likat yang disebut cecair sinovial, yang dihasilkan di sendi. Semasa sendi bergerak, permukaan tulang rawan yang saling berkaitan secara beransur-ansur melepaskan cecair untuk memberikan pelinciran. Satu masalah adalah bahawa setelah hidrogel dimampatkan, memerlukan masa untuk memulihkan bentuk normal.
Sekarang, di bawah kepimpinan Dr. SIAVASH soltanahmadi dari Universiti Leeds, para saintis di institusi tersebut dan Imperial College London telah mengambil pendekatan yang berbeza. Mereka masih menggunakan hidrogel yang dapat menyerap dan melepaskan pelincir, tetapi gel ini terkandung dalam matriks penyokong berpori yang disebut poly two methylsiloxane (PDMS).
Apabila bahan hidrogel / polimer dikenakan daya tekan, polimer dapat membuat gel pelincir tahan 14 hingga 19 kali kekuatannya sendiri. Sebenarnya, modulus elastik bahan itu hampir dengan rawan semula jadi.
Para penyelidik percaya bahawa keupayaan untuk menggunakan air sebagai pelincir yang berkesan mempunyai pelbagai aplikasi dalam bidang seperti pengeluaran tenaga dan peralatan perubatan. Walau bagaimanapun, ini biasanya memerlukan pendekatan yang berbeza daripada sistem kejuruteraan konvensional yang biasanya menggunakan pelincir berasaskan minyak dan lapisan permukaan keras. Projek ini membantu mereka memahami keperluan ini dengan lebih baik dan mengembangkan alat baru untuk memenuhi keperluan tersebut.
Di masa depan, bahan berasaskan tulang rawan baru boleh mencabar banyak sistem kejuruteraan pelinciran minyak tradisional. Penyelidikan ini telah diterbitkan dalam jurnal Applied Polymer bahan.
