Склад, здатний самостійно зарашівать тріщини у своїй товщі під впливом ультрафіолетового випромінювання, розробили хіміки з Швейцарії та США.Состав, здатний самостійно зарашівать тріщини у своїй товщі під впливом ультрафіолетового випромінювання, розробили хіміки з Швейцарії і США.

Існує два типи самозалечивающихся матеріалів. Перші утворені ланцюгами органічних молекул, зчеплених один з одним міцними ковалентними зв'язками. Інші використовують супрамолекулярні ансамблі, в них складові шматки з'єднані між собою слабкіше.

Матеріали з ковалентними зв'язками мають більшу міцність, але при цьому в них необхідно впроваджувати мікровключення мономерів, які скріплюють розриви, коли це стає потрібно. Через це ресурс таких матеріалів обмежений, з часом полімер втрачає здатність самозалечивающихся.

Другий клас речовин легше розриває і відновлює зв'язки, що безсумнівно позначається на довговічності матеріалу, але при цьому вони тримають менше навантаження.

Крістоф Уедер (Christoph Weder) з університету Фрібурга і його колеги вирішили використовувати полімери на основі металлосупрамолекулярних ансамблів. Полімерні ланцюги в даному матеріалі формуються із органічних молекул невеликого розміру, скріплених між собою іонами металів (у даному випадку цинку та лантану).

Отриманий матеріал майже настільки ж міцний, як і його аналоги з ковалентними зв'язками, і при цьому він ще і може самостійно заращівать ушкодження.

Хіміки спеціально підібрали такі метали, які добре поглинають ультрафіолетове випромінювання. У результаті, коли вчені висвітлюють пошкоджену поверхню матеріалу потужним світловим пучком, іони металів перетворять цю енергію в тепло. Зруйновані елементи полімерних ланцюгів починають рухатися і відновлювати свої зв'язки – у міру охолодження розрив заліковується.

Демонструє цей процес відеоролик можна подивитися тут.

Таким чином хіміки за 30 секунд прибрали з поверхні 400-мікрометровой платівки з полімеру подряпини глибиною 200 і 300 мікрометрів. Варто відзначити, що звичайні сонячні промені залікувати таке пошкодження не в стані – в хід пішов одноваттний лазер.

Матеріали з високим вмістом металів заліковуються гірше, відзначають хіміки. Вгорі показано утворення полімерів, внизу – заліковування тріщини. Зліва речовина в твердому стані, короткі молекули зібрані у довгі ланцюги; Cправа – в рідкому, УФ-промені «розбивають» ланцюги на фрагменти (ілюстрації Gina Fiore for Adolphe Merkle Institute / Case Western Reserve University / US Army Research Laboratory, Zina Deretsky / NSF ).

За матеріалами: MEMBRANA

Tweet

Заможні регіони: Для чого насправді Потрібні вибори?