Исследователи разработали метод точного контроля поперечной деформации клеток бамбука путем манипулирования локализованным содержанием влаги, открывая двери для передовых применений материалов. Этот инновационный метод, опубликованный в Nature Communications в конце 2023 года, позволяет изменять механические свойства бамбука, не изменяя его химический состав или клеточную архитектуру.
Команда под руководством Бая, Яна и Лу ввела точно настроенные градиенты влажности в ткани бамбука, вызывая целенаправленное набухание и сжатие в определенных популяциях клеток. Это приводит к предсказуемой и воспроизводимой поперечной деформации клеток, предлагая новый подход к био-вдохновленному материаловедению. В этом методе используются наноразмерные излучатели и поглотители влаги для поддержания стационарных зон влажности, создавая дифференциальное содержание воды в структуре бамбука.
Способность программировать реакцию бамбука на микроуровне предполагает возможности для создания индивидуальных натуральных материалов с механическими характеристиками по требованию. Контроль набухания клеток в поперечном направлении может модулировать жесткость, прочность и рассеивание энергии, расширяя полезность бамбука за пределы традиционного строительства. Это исследование имеет значение для био-вдохновленного дизайна, потенциально приводя к созданию интеллектуальных материалов в архитектуре и носимых устройствах, которые адаптируются к влажности окружающей среды. Кроме того, интеграция спроектированных элементов бамбука в композиты может повысить долговечность и функциональность в различных промышленных секторах, способствуя созданию устойчивых и высокоэффективных материалов.