Немецкие ученые создали полимер, обладающий свойством быстрого восстановления

Исследователи из Технологического Института Карлсруэ (KIT), что в Германии, разработали самовосстанавливающийся полимер, который способен полностью возвращать свои механические свойства всего за несколько минут. Для этого требуется полимер немного разогреть. Новый материал можно использовать, например, для производства самовосстанавливающейся краски и более прочных пластиковых компонентов.

Создание самовосстанавливающихся полимеров не ново, однако создание «идеального» полимера является не таким уж и простым. При создании оного многие ученые сейчас применяют два подхода: первый подход предлагает использование внутри полимерной структуры сетку из специальных микрокапсул, заполненных восстанавливающим агентом. Минус такого подхода заключается в том, что такие капсулы имеют очень ограниченный запас работы, так как они сами со временем разрушаются (когда требуется «починить» материал). Второй подход заключается в создании материла, способного к бесконечному самовосстановлению на основе химических реакций. Минусом данного подхода является то, что в данном случае для процесса самовосстановления требуется огромное количество энергии, которая будет выступать в роли катализатора.

Исследовательская команда из KIT, под руководством Кристофера Барнера-Коволлика, решила предложить третий подход. Они создали «изменяемую сеть» из сшитых волокон, или маленьких молекул, связанных одной обратимой химической реакцией. Практичность данного материала заключается в том, что волокна могут разрушаться только внутри своей собственной сетки, а при нагревании — вновь образовывать единую структуру.

Новый подход предлагает сразу ряд весьма полезных преимуществ: во-первых, процесс самовосстановления можно запускать благодаря теплу от любого источника, включая свет, или химического реагента; во-вторых, процесс восстановления, при температуре 120 градусов Цельсия, занимает всего несколько минут; в-третьих, механические свойства восстановленного материала будут полностью соответствовать оригинальным, а сам полимер теоретически можно будет восстанавливать бесконечное количество раз.

Барнер-Коволлик и его коллеги также обнаружили, что их метод восстановления можно применять и для других типов пластика, а также при изменении механических свойств материалов с высоким уровнем точности. Потенциальными сферами применения технологии могут являться производства армированных пластиковых компонентов, клеев, композитных материалов, краски, устойчивой к царапинам, самовосстанавливающихся герметиков, а также быстрое прототипирование.

Результаты исследования немецкой команды ученых были опубликованы в последнем номере научного журнала Advanced Materials.