瑞典林雪平大学和日本冈山大学的一组研究人员开发出了一种材料的组合，可以变形成不同的形状并可以硬化。该团队的灵感实际上来自于骨骼的生长。骨骼发育过程包括最初阶段的软骨转变为坚硬的材料，这种材料使用的是骨骼中发现的相同物质。
林雪平大学物理、化学和生物系的副教授Edwin Jager说:“我们想把它用于材料在不同时间点需要不同性质的应用。首先，材料是柔软的，有弹性的，然后当它变硬时，它被锁定在适当的位置。这种材料可以用于，例如，复杂的骨折。它也可以用在微型机器人上——这些柔软的微型机器人可以通过细注射器注射到体内，然后它们就会展开并发展出自己坚硬的骨骼。”
这个团队是在日本的研究访问中产生这个想法的。在访问中，雅格遇到了从事骨骼研究的神冈浩和原意里奥。研究人员发现了一种生物分子，可以在短时间内增强骨骼生长。他们想知道它能否与雅格的材料研究结合起来，开发出新的材料。
在这项研究中，研究人员创造了一个简单的“微型机器人”，可以采取不同的形状和改变刚度。该团队从一种叫做“藻酸盐”的凝胶材料开始。聚合物材料生长在凝胶的一侧。这种材料是电活性的，当施加某种高压时，它的体积就会发生变化。这可以使微型机器人向指定的方向弯曲。
研究人员将生物分子附着在凝胶的另一侧。这些生物分子使凝胶材料变硬。然后，该材料可以浸泡在细胞培养基中，这是一个类似于身体的环境，包含钙和磷。一旦它被淹没，生物分子使凝胶矿化和硬化。
这种新材料有很多应用，比如骨愈合。当它处于软质状态时，它可以移动到复杂骨折的空隙中，然后再扩展。硬化后，它将形成新骨的基础。
该团队在他们的研究中使用了同样的材料，将其包裹在鸡骨头上。人造骨帽随后开发和鸡骨一起生长。通过在凝胶中制作图案，研究人员还确定了在施加电压时弯曲微型机器人的标准。材料表面的垂直线使机器人弯曲成半圆，而对角线使机器人弯曲成螺旋状。
“通过控制材料的转动，我们可以让微型机器人以不同的方式移动，也可以影响材料在骨折中展开的方式。我们可以将这些运动嵌入到材料的结构中，使操纵这些机器人的复杂程序变得不必要。”埃德温·雅格说。
研究人员现在正在研究它的特征如何与活细胞协同工作。事实上，他们想更多地了解这种材料组合的生物相容性。
这项研究发表在先进材料．
