材料科学：合成エラストマーを用いて生体材料の応力–ひずみ挙動を模倣する

合成化学は汎用的であるにもかかわらず、機械的柔軟性、強度、靭性の特定の組み合わせを1つの材料で実現することは容易でない。しかし、こうした特性の組み合わせは生体組織では一般的であり、そのため、医療用インプラント、組織工学、ソフトロボティクス、ウエアラブル電子機器などの用途に必要とされている。現在の材料合成戦略は主にエジソン式であり、さまざまなモノマー、架橋方式、吸蔵される膨潤剤を経験に基づいて組み合わせているが、この手法では特性制御に限りがある。今回我々は、生体材料の応力–ひずみ曲線を、ブラシ状やくし状の無溶媒ポリマーネットワーク（エラストマー）に精密にエンコードすることによって生体材料の機械的挙動を模倣する、一般的戦略を報告する。コードは、ネットワークストランドの長さ、側鎖の長さ、グラフト密度という3つの独立した構造パラメーターで構成される。我々は、典型的なポリ(ジメチルシロキサン)エラストマーを用いて、クラゲ、肺、動脈組織のひずみ剛化特性をこれら3つのパラメーターでどのようにして再現できるかを例示する。

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