Биоматеријали су будућност која се већ дешава. Већ постоје импланти костију, зглобова, срчаних зализака, пејсмејкери, контактна сочива, који су направљени од ових материјала и увелико се користе у медицини и лечењу људи. Према најавама из света науке, није далеко ни дан када ће бити могуће спојити ове делове човека уз помоћ cloud технологије. Иако су ове пројекције за већину обичних људи још увек непојмљиве и у домену научне фантастике, проф. Кристијан Шон, водећи немачки стручњак у области нано и био материјала, у разговору за сајт Машинског факултета, потврдио је ове наводе.
проф. др Кристијан Шон
„Актуелна истраживања у области биоматеријала, усмерна су, првенствено, на достизање већег „интерфејса“ између органских и неорганских компоненти. То ће омогућти израду „резервних“ делова људског тела, без ризика да их организам одбаци. И не само то. Прогрес у науци о биоматеријалима води ка томе, да ће, без обзира на то, што још увек има недоречности када је у питању људски мозак, бити сасвим могуће директно повезивање у cloudu“, истакао је овај угледни научник.
Професор Шон предаје на Универзитету у Бону, а као стални научник у Макс Планк Институту у Штутгарту ради на истраживањима физике чврстих стања. Његова биографија је импозантна. Студирао је најпре физику на Универзитету у Бону. Затим је завршио и физичку математику на чувеном МИТ-у у САД, где је и докторирао у области физике чврстог стања. После одбране доктората, радио је као асистент на Одсеку за математичке науке на Универзитету у Сан Дијегу. Постдокторске студије завршио је на Универзитету у Копенхагену и Универзитету у Бону на одељењу за хемију, где је после завршене хабилитације и добио звање професора.
Специјалност нашег саговорника су комплексни „енергетски пејзажи“ са применом у хемији, физици, математици и кристалографији. Према његовим речима постоје две врсте енергетских пејзажа. Једни су пронађени у физичко-хемијским системима, а други у математичким системима. И док се у математици примењују за израчунавање најнижих функција, њихова примена у физици и хемији односи се првенствено на структуру материјала, односно њихову уређеност на атомском нивоу. Кроз уређеност атома могуће је сагледати потенцијалну енергију свих материјала, а то представља основу за дизајнирање нових материјала.
Једна од стручних експертиза овог угледног научника су нано и биоматеријали. Говорећи о правцима даљег развоја ових области, наш саговорник је подсетио да су наноматеријали одувек присутни, али да су први експерименти почели са Фарадејевим истраживањима стакла.
фото: Pixabay.com
„Данас се проучава мноштво наноматеријала. У та истраживања ушло је много теоретских група, што је довело до експоненцијалног проблема“, рекао је он. С једне стране имамо теорију која расте, а на другој, експерименте који могу све прецизније да се фокусирају на молекул. Односно на то, како ће атоми да се дефинишу и расту на површини, који ће облик да имају, какав ће кластер да направе итд. Наш саговорник очекује да ће експерименти у будућности бити још детаљнији. Да ће бити у стању да контролишу и саме површине на којима се врши деспозиција атома. Истовремено, развој суперкомпјутера омогућиће теорији да обухвати још веће површине. Он је изразио очекивање да ће то довести до нових метода које ће омогућити теорији да врло прецизно дизајнира синтезу будућих наноматеријала.
Када је реч о нано и биоматеријалима, он је скренуо пажњу на разлику између класичних неорганских наноматеријала и биоматеријала, који могу да буду биоматеријали сами по себи или хибридни – у којима се комбинују органске и неорганске компоненте. За разлику од наноматеријала који могу да се депонују атом по атом, биоматеријали имају веће градивне јединице, попут протеина и лептина. Они, опет, имају своје градивне јединице које је могуће контролисати независно од експеримента.
Највећи изазов за истраживаче, према речима професора Шона, су дизајн и синтеза материјала на вишескалном нивоу – нано, микро и макро, а границе истраживања су омеђене нашим познавањем физике.
„Данас су веома популарни метастабилни материјали. У теорији су регистровани и тзв. мултифункционални материјали од магнезијум дихлорида. Међутим, да би њихова примена била могућа потребни су одређени физички услови. Свака помена тих услова утиче и на промену материјала, односно њихових својстава. Људи који размишљају ван тог система могу да дођу и до ствари које можда нису физичке. И управо та граница између физичког и не физичког је граница науке о материјалима“, истакао је проф. Шон.
Истраживања материјала су важна јер, како је рекао, воде савршенијој примени њихових својстава. Током истраживања електричних особина материјала, комбинацијом више биоматеријала, могу да се побољшају његова оптичка својства или добије другачија врста проводљивости. Такође, могу да се добију и потпуно нове особине материјала. Неки материјали постану ломљиви, а неки могу да омекшају, што је изузетно важно за неке индустријске процесе или примену у медицини.
На крају, незаобилазно питање је могућност злоупотребе истраживања. На то питање, према речима нашег саговорника, је тешко дати одговор. На пример, током истраживања потенцијално опасне инфекције, често се дође до одговора на који начин решити ту инфекцију, али истовремено постоји могућност да се створи још опаснија инфекција. Зато се, према речима нашег саговорника, мора бити веома обазирив и строго водити рачуна о етичком кондексу научника који ће радити на таквим истраживањима. “С друге стране, када је реч о имплатима за срце који су повезани телефоном или таблетом, веома је важно да тај стистем буде заштићен. То значи да се тачно мора прецизирати ко је особа задужена за контакт и ко може имати приступ историји болести, да се не би десило да неко случајно или намерно искључи налог, закључио је проф. Шон.
Аутор: Ивана Субашић