РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Исчезающие царапины: Три друга, три полимера

В будущем порванная штанина будет сама зашиваться, а поцарапанный бампер – чинить царапину. И это не обещания революционеров-футуроголов, а вполне реальный прогноз, ведь самовосстанавливающиеся материалы – уже реальность.
Тэги:
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Над материалами, которые самостоятельно восстанавливаются после разрывов и разрезов, не теряя своих свойств, трудится множество исследовательских групп по всему миру. О работе и достижениях французов мы рассказывали в заметке «Самолечащаяся резина». Теперь пришла пора раскрыть детали работы их коллег из США, профессора Марека Урбана (Marek Urban) и его студента Бисваджита Гхоша (Biswajit Ghosh).

Их материал самовосстанавливается под воздействием солнечного света. Он состоит из полиуретана, оксетана и хитозана. При появлении разрывов в структуре полиуретановых молекул, их заполняют два других полимера, которые благодаря энергии солнечного УФ излучения химически связываются друг с другом, фиксируя поврежденную область.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Действительно, вся хитрость при создании «самолечащихся» материалов — в подборе компонентов. Полиуретан представляет собой эластичный полимер, и сам по себе довольно устойчивый к царапинам и повреждениям. Он является как бы первым слоем обороны. Теми же повреждениями, которые все-таки появятся, займется пара оксетана и хитозана.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В химической структуре оксетана имеется нестабильное кольцо, состоящее из 3-х атомов углерода и одного кислорода. При небольшом вмешательстве извне (например, при нарушении структуры материала) это кольцо разъединяется, оставляя пару высоко реактивных концов. Довершает дело попадающий на них фотон УФ-излучения: его энергия позволяет открывшемуся кольцу прореагировать с хитозаном, эффективно «заживляя» повреждение. Наверное, все это кажется скучноватой химией, но взгляните на иллюстрацию слева: глубокая царапина буквально зарастает на глазах!

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Ученые тестировали полученный материал, самым безжалостным образом царапая его, а затем помещая под свет 120-ваттной УФ лампы. В течение получаса все раны исчезали почти бесследно. Реакция успешно протекала в самых разных условиях, от полной сухости до высокой влажности. Теперь можно подсчитать: использованная Гхошем и Урбаном лампа создавала излучение, мощность которого распределялась с «плотностью» 0,3 Вт/м2 — а это лишь немногим больше обычной для солнечного света цифры в 0,25 Вт/м2. Так что, хотя на реальном солнечному свету тестирование не проводилось, ученые уверенно обещают, что под его лучами восстановление материала будет протекать почти так же быстро.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Они считают, что их материал найдет применение, прежде всего, для покрытия экранов, оптических линз и других объектов, для которых появление царапин означает снижение эффективности работы. Но, конечно, потенциально эта команда полимеров может использоваться практически где угодно, хотя прежде еще предстоит провести дополнительные исследования. К примеру, пока неясно, сохраняются ли необычные свойства материала, или со временем они деградируют. Непонятно, как он поведет себя в уличных условиях, сколько «ремонтов царапин» он способен выдержать... словом, профессору Урбану и его студенту есть над чем поработать.

Загрузка статьи...