A tengeri csillagok rendkívül összetett szerkezettel bírnak. Bonyolult a csontvázuk, amit különféle szövetek hálózata burkol. A kutatók sokáig tanulmányozták a tengeri csillag testfelépítését, hogy egy hasonlóan figyelemre méltó tulajdonságokkal rendelkező újszerű anyagba ültessék át különös képességeiket. Fejlett képalkotó eljárások (röntgen-CT-vizsgálatok), számítógépes modellezés (többtestű és végeselemes szimulációk) és részletes képelemzés segítségével dekódolták a szövetek szerepét és kölcsönhatását. Az eljárás lehetővé tette számukra, hogy először mutassák be a tengeri csillagok csontvázának összetett 3D-s szerkezetét és ultrastruktúráját.

A kutatók szerint a tengeri csillagok képességének kulcsa a testének belsejében található kalcit mikrostruktúrák, amelyeket kollagénrostok kötnek össze hálózatba.Ez az erős, de egyszerű szerkezet lehetővé teszi számukra, hogy minimális energiafelhasználás mellett tartsák a legkülönbözőbb testhelyzeteket. Ahhoz, hogy ezt a zseniális biológiai konstrukciót egy új mérnöki anyaggá alakítsák át, 3D nyomtattak egy hőre lágyuló, a csigolyákat és a kollagénszövetet utánzó hálót, valamint egy szilikon gumiköpenyt, vagyis dermát. A kombináció folyamatos hajlításra képes alakemlékezéssel ruházza fel a tengeri csillagok ihlette szerkezetet.

A kutatók a tengeri csillag öngyógyító képességét is reprodukálták. Sérülés esetén az anyag a hőre lágyuló műanyag olvadáspontja fölé melegítve folyik és olvad össze, hatékonyan javítva a problémát. Végül a kézzel formázott prototípus külső motorok nélkül teszi lehetővé a komplex kibontakozó mozgást.

A tengeri csillagos szerkezetet elsőként az autókban képzelik el: segítségével az ülések tökéletesen alkalmazkodnának az ember testéhez. Illetve a sebészeti eszközöket is hatékonyabbá tehetné, például egy katéter megváltoztathatná az átmérőjét, hogy navigálni tudjon a bonyolult véredényekben. További alkalmazások közé tartoznak a protézisek, a hagyományos gipszek és a hővel újraformálható, így újrahasznosítható sínpárok. Az önzáró, alakmegtartó és rugalmas tulajdonsága révén a szállításhoz is ideális, mivel képes összehúzódni és kitágulni. Öngyógyító tulajdonságaival még az űrhajók szerkezetét és a vészhelyzeti menedékhelyeket is "forradalmasíthatja". 

Forrás: Interesting Engineering

Borítókép: Raman Raman