Generasi berikutnya dari tulang buatan dapat bergantung pada beberapa rahasia dari laut. Para ilmuwan dari US Department of Energy National Laboratory Lawrence Berkeley telah memanfaatkan air laut membeku cara untuk mengembangkan, berpori perancah seperti materi yang empat kali lebih kuat dari bahan yang saat ini digunakan di tulang sintetis.
Meskipun masih dalam tahap diteliti, variasi zat ini juga bisa digunakan dalam berbagai aplikasi di mana kekuatan dan ringan yang penting, seperti implan gigi, manufaktur pesawat terbang dan perangkat keras komputer.
Sebagaimana dilaporkan dalam 27 Jan 2006 edisi jurnal Science, Berkeley Lab para ilmuwan mengembangkan komposit yang mencerminkan struktur rumit nacre, yang merupakan zat halus berlapis ditemukan di beberapa kerang moluska, seperti kerang dan abalone. Para ilmuwan telah lama berusaha untuk menduplikasi nacre kekuatan dan keringanan dalam bahan keramik, tetapi arsitektur nacre bervariasi pada skala beberapa panjang, dari mikrometer hingga nanometer. Mereplikasi semua skala ini - masing-masing yang memberikan kontribusi pada kinerja keseluruhan nacre - dalam substansi sintetis adalah sangat sulit. Kemudian, Berkeley Lab peneliti memikirkan es laut.
"Kami memungkinkan alam untuk membimbing proses air laut dapat membekukan seperti bahan berlapis,. Jadi mengapa tidak menggunakan properti ini untuk melemparkan keramik yang meniru nacre," kata Antoni Tomsia Ilmu Bahan Berkeley Lab Divisi, yang mengembangkan komposit dengan Bahan sesama Divisi Ilmu peneliti Sylvain Deville, Eduardo Saiz, dan Ravi Nalla.
Selama beberapa tahun terakhir, Tomsia dan rekan telah bekerja untuk membuat tulang buatan yang tulang lebih dari buatan, yang berarti menyesuaikan dengan perubahan kondisi fisiologis dan jerat dengan jaringan di sekitarnya dari waktu ke waktu. Sebaliknya, sendi buatan saat ini terbuat dari paduan logam dan keramik yang sering memicu peradangan dan respon kekebalan, atau mungkin memerlukan pembedahan korektif setelah hanya beberapa tahun. Kebutuhan untuk biomaterial yang lebih baik adalah lebih lanjut ditegaskan oleh permintaan untuk sendi buatan. Lebih dari 150.000 penggantian pinggul dan hampir 300.000 penggantian lutut dilakukan pada tahun 2000, menurut Pusat Nasional untuk Statistik Kesehatan. Angka-angka ini diperkirakan akan membengkak di masa depan sebagai usia baby boomer.
Karena kebutuhan mendesak untuk tahan lama tulang buatan, peneliti seperti Tomsia telah mengembangkan bahan yang mengambil isyarat dari alam. Dalam hal ini, Tomsia dan rekan berpaling ke laut. Ketika air laut membeku, bentuk kristal lapisan es murni, sementara kotoran seperti garam dan mikroorganisme dikeluarkan dari es membentuk dan terperangkap dalam saluran antara kristal-kristal es. Hasilnya adalah struktur berlapis yang kasar menyerupai wafer seperti konstruksi nacre itu.