Samonaprawiający się materiał

Akademicy z University of Illinois w Urbana Champaign (UIUC) opracowali polimer, który potrafi sam reperować swoje uszkodzenia. To ważny krok na drodze do opracowania materiałów, z których będzie można produkować samonaprawiające się implanty medyczne, samoloty czy pojazdy kosmiczne.

Podobny materiał uczeni z UIUC stworzyli już przed sześciu laty i od tamtej pory różne zespoły naukowe informowały o powstaniu tego typu wynalazków, jednak wszystkie one dokonywały samonaprawy pod wpływem ciepła lub ciśnienia.

Obecny wynalazek jest pierwszym materiałem, który potrafi się zreperować bez żadnej zewnętrznej interwencji.

To jakby nadać plastikowi właściwości żywego organizmu - mówi Chris Bielawski, profesor chemii z University of Texas.

Nancy Sottos i jej zespół tworzyli nowy materiał wzorując się na ludzkiej skórze. Gdy jej zewnętrzna warstwa ulega uszkodzeniu, warstwa wewnętrzna, bogata w naczynia krwionośne, dostarcza do rany składniki odżywcze, które pomagają w gojeniu się.

Samouzdrawiający się polimer składa się z zewnętrznej warstwy z żywicy epoksydowej i wewnętrznej, która wyposażona jest w sieć mikrokanalików. Warstwa zewnętrzna zawiera niewielkie cząstki katalizatora, a wewnątrz kanalików warstwy wewnętrznej znajduje się płynna substancja łatająca uszkodzenia.

Podczas testów naukowcy zgięli swój materiał tak, że warstwa zewnętrzna pękła. Szczelina sięgała do mikrokanalików. Spowodowało to wypłynięcie substancji z kanalików. W ciągu 10 godzin pod wpływem katalizatora zmieniła się ona w żywicę epoksydową łatając pęknięcie.

Co ważne, materiał nie wymaga żadnego zewnętrznego sprężania, które wypychałoby substancję z kanalików. Samoistnie przesuwa się ona w górę, podobnie jak woda w wąskim naczyniu.

Akademikom udało się siedmiokrotnie doprowadzić do samonaprawy materiału. Później katalizator przestał działać.

Zdolności materiału do samonaprawy można poprawić, podłączając zewnętrzny zbiornik z płynem, który uzupełniałby niedobory w mikrokanalikach.

źródło: Technology Review