생체 적합 물질의 기계 능률을 이해하는 Nanomechanical 테스트 사용

Thought LeadersDr Igor ZlotnikovGroup Leader "Multiscale Analysis"
Center for Molecuar and Cellular Bioengineering
Technische Universität Dresden

실시되는 박사와 Igor Zlotnikov 실시되는 Jake Wilkinson의 면접시험, MSc

왜 생물학 물자의 기계적 성질에 흥미있습니까?

생물학 물자는 그들의 무게에 관련된 모든 인공 물자의 대다수에 비교될 때 우량한 기계적 성질을 전시합니다. 이것 이외에, 유기체는 아주 한정된 팔레트를 사용하여 이 물자를 구성할 수 있습니다. 생물학 물자의 특별하은 속성은 nanoscale 특징이 있는 복잡한 아키텍쳐에는의 결과입니다. 우리는, 과학자로, 이 구조물을 이해하고 싶으면 이 물자를 재생할 것입니다.

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무슨 기술을 nanoindentation 나란히 사용합니까?

기계적인 분석을 위해, 우리는 주로 또한 Hysitron 시스템을 사용하여 가능한 그밖 기술의 범위 나란히 nanoindentation를 사용합니다. 지도로 나타내고는 및 동적인 기계적인 분석을 사용하여 또한 실험이 우리에 의하여 능력을 발휘합니다. 우리는 또한 저희가 생물학 조직을 위해 매우 중요한, 제어 환경의 밑에 nanomechanical 수행하는 것을 허용하는 최근에 소개한 환경 관리 단계를 이용하고 있습니다. 생물학 조직은 그것의 자연 서식지와 유사한 환경에서 시험되어야 합니다, 플라스틱에서 끼워넣어지고 완전히 말려질 때 그것의 성과를 시험하는 이해되지 않습니다.

이런 이유로, 상대 습도에 특정 관심과 더불어 제어 환경의 밑에 많은 특성이 우리에 의하여, 능력을 발휘합니다. 게다가, 구조물의 많은 것은 극단적으로 작습니다 왜 우리가 기술을 지도로 나타내기 사용하는지 인.  

어때요 생물학 물자를 공부하는 사용 nanomechanical 테스트?

물자 nano 특성의 기본형은 물자의 Young 계수 및 경도의 측정에 근거를 둡니다. 이것은 그들의 행동의 큰 기능이 점탄성에 근거를 두기 때문에, 생물학 물자를 위해 이젠 그만이 아닙니다.

Visoelastic 반응은 우리가 사용하는 동적 해석이 유용한 들어오는 곳에 인 정체되는 기술을 사용하여 측정될 수 없습니다.

조직의 대형에 어떤 연구 결과를 하고 있습니까?

이것은 나의 실험실의 또 다른 양상입니다. 우리는 생물학 구조물의 nanomechanical 특성과 또한 biomineralization의 연구 결과에 둘 다 집중합니다. 여기에서, 우리는 살아있는 조직이 광물화한 아키텍쳐를 어떻게 형성할 수 있는지 이해하는 것을 시도하고 있습니다.

어떻게 이 biomimetics의 야전을 착탄하기 위하여 연구를 기대합니까?

나는 기본적인 연구, 생물학 물자가 어떻게 작동하는, 그리고 어떻게 만드는지 결정하는에서 물자 그들자신을 만들기와 반대로 주로 관련시킵니다. 그러나, 기본적인 연구에는 큰 충격이 있습니다.

Biomimetics는 극단적으로 전문 분야 협력 야전입니다. 그것은 화학, 생물학, 재료 과학 및 물리학에서 지식을 함께 당기는 관련시킵니다. 얼마나의 개발하기 위하여는 열심히, 생물학 조직이 형성되는지 이해를, 이 야전 전부는 여겨질 필요가 있습니다. 구조물을 형성하는 세포의 생물학, 강화 작용 반응의 화학, 및 유래 구조물의 기계적 성질은 전부 알려질 필요가 있습니다.

Biomimetics는 재료 과학과 생의학 공학 사이 브리지이고, 지식은 두 방향 전부에서 흐릅니다. 재료 과학에서 최신식 기술은 생물학 구조물이 어떻게 형성되는, 그리고 어떻게 능력을 발휘하는지 이해하기 위하여 이용됩니다, 그 때 이 정보는 합성 물질의 디자인으로 적용됩니다.

우리는 우리가 실제에서 보는 그들에 유사한 속성으로 biomimetic 구조물을 만들기에 가까우?

이것은 응답할 것이다 어려운 질문 입니다. 우리는 이미, 유사한 구조물을 여러가지로 만들어서 좋습니다 그러나 우리는 그(것)들을 경제적으로 만들 수 없습니다. 그것은 비싸 많은 노력을 요구합니다.

반대로, 자연적인 세계에서, 껍질 구조는 주위 온도에 어떤 압력든지, 가할 필요없이 형성되골. 우리는 아직도 이것이 어떻게 본래 달성되는지 정확하게 모릅니다, 그러나 ` 상향식' 쉘은 처음부터 건설된다는 것을 의미하는 접근을 사용한다는 것을 우리는 압니다.

우리는 물자 쉘 같이 합성 물질을 형성해서 좋습니다 그러나 우리는 많은 비싼 기술을 관련시키는 다른 접근을 채택해야 합니다, 물자는 대규모에서 일어나지 않으며. 우리가 확실한 biomimetic 구조물을 일으켜 좋은 하는 동안 따라서, 우리는 엄청나게 비싼, 성격이 쉽게 이렇게 하는 가늠자에 아직 그(것)들을 만들 수 없습니다

무슨 장비를 연구에서 사용합니까?

우리는 또한 우리의 실험실, 이것에 있는 Hysitron TI-950 시스템을 있습니다 저희가 지도로 나타내는 시험을 만드는 것을 허용하는 동적 해석 추가 기능(add-on)가 이용합니다. 우리는 습도 약실이 있습니다 그래서 우리는 우리의 측정 도중 습도와 온도를 통제해서 좋습니다. 추가적으로, 우리는 또한 PicoIndenter-85가 있습니다. 그들은 우리가로 돌아다니며 노는 주요 장난감입니다.

습도 약실은 특히 생물학 물자, 그것을 시험할 것이 생물학으로 관련된 조건에 머물게 중요하 때 것과 같이 우리의 연구를 위해 결정적이었습니다. 우리는 전에 Hysitron를 가진 습도 약실을 4 년 개발했습니다. 나는 포츠담에서 우리는 약실 및 접촉하는 Hysitron를 구성할의 아이디어가 있을 때, 일하고 있었습니다. 우리는 성공적인 시제품에 첫번째 실험을 했습니다, 기계는 나중에의 상업적으로 이용 가능한 2 년이 되었습니다.

박사에 관하여 Igor Zlotnikov

Igor Zlotnikov 박사는 Technion에서 재료 과학과 기술설계에 있는 그의 PhD - 이스라엘 공과 대학을 수신했습니다. 그는 생체 적합 물질의 부, 교질의 Planck 최대 학회 및 공용영역에 박사과정 이수 동료와, 연속적으로, 독립적인 연구원으로 그 때 일했습니다.

지금, 그는 B 입방체에서 단 "Multiscale 분석" 지도하고 있습니다 - 분자 생의학 공학, TU 드레스덴을 위해 중심에 두십시오. 그의 연구는 기본적인 질문에 물자의 물리학과 이 프로세스에 있는 셀 방식 통제 사이 상호 작용에 복잡한 형태학을 및 생성하기 위하여 성격이 열역학 원리를 어떻게의 이용하는지 집중합니다.