Розроблено синтетичний матеріал здатний до самовідновлення

Вчені з університету Іллінойсу розробили синтетичний матеріал, який може оновлюватись та регенерувати шляхом дуже подібним до того, як це відбувається в деяких живих системах. До цих пір самовідновленні матеріали могли затягувати тільки мікроскопічні тріщини. Нові регенеративні матеріали здатні заповнювати великі тріщини та дірки шляхом нарощування речовини.

Можна легко уявити потенційну користь подібних властивостей зі самовідновлення у комерційних цілях. Наприклад, бампер автомобіля, який відновлює себе за хвилини після аварії. Але також це може бути корисним для тих задач, коли заміна частин чи деталей є вкрай важкою, на кшталт тих ситуацій, що виникають в аерокосмічній галузі.

Нові регенеративні можливості побудовані на основі попередньої роботи тієї самої команди вчених, яка була присвячена судинним матеріалам. Використовуючи спеціально сформовані дезінтегруючі волокна, дослідники можуть створювати матеріали з мережами капілярів схожими на біологічні кровоносні системи. По таких судинах можна доставляти великі об’єми зцілювальних агентів, які в свою чергу дозволяють реставрувати великі зони пошкоджень. Судинний підхід також дозволяє багаторазове відновлення у випадках, коли матеріал було пошкоджено кілька разів.

Регенеративні матеріали проводяться двома незалежними потоками рідини. Суміш утворює гель, який дуже швидко твердішає, повністю закриваючи пошкоджений регіон. На цьому зображенні процес регенерування вже наполовину затягнув пошкодження.
Регенеративні матеріали проводяться двома незалежними потоками рідини. Суміш утворює гель, який дуже швидко твердішає, повністю закриваючи пошкоджений регіон. На цьому зображенні процес регенерування вже наполовину затягнув пошкодження.

Для розв’язання проблеми регенерації два паралельних капіляри заповнюються регенеративними хімічними речовинами, які в разі пошкодження витікають назовні. Дві рідини змішуються для утворення гелю, який заповнює розрив, спричинений пошкодженням. Пізніше цей гель застигає у міцний полімер. Один з важливих факторів, з яким довелось боротись вченими, була сила тяжіння. Реагуючи рідини, які використовуються для утворення гелю, застигають досить швидко. Якби це було не так, то матеріал при пошкодженні досить швидко втратив би всю рідину.

Команда продемонструвала власну регенеративну систему на двох найбільших класах комерційних полімерів: термопластах та реактопластах. В залежності від типу пошкодження дослідники можуть керувати хімічною реакцією задля контролю швидкості утворення гелю та швидкості затвердіння. Наприклад, кульове зіткнення може призвести до появи серії радіальних тріщин разом із центральною діркою, тож швидкість утворення гелю може бути сповільнена задля того, аби хімічні рідини могли потрапити всередину тріщин перед затвердінням.

Вчені вже уявляють собі комерційні пластики та полімери з вбудованими судинними мережами, які заповнені регенеративними агентами готовими для усунення пошкоджень при їх першій появі. Попередня робота цієї самої команди була спрямована на спрощення процесу виробництва таких матеріалів, тож зараз вони працюють над оптимізацією регенеративних хімічних систем для різних типів матеріалів.

Першоджерело

Написати коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *