Создан самовосстанавливающийся пластик с «кровеносной» системой
До недавнего времени все попытки создать искусственный материал, который может восстанавливаться подобно тому, как осуществляется регенерация в случае живых организмов, были по большому счету безрезультатными. И вот недавно исследователи вплотную приблизились к реализации столь непростой задачи.
Скотт Уайт из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне и его коллеги в 2001 году разработали материал, который мог «регенерировать» только в случае микроскопических повреждений. И вот сейчас господину Уайту и его команде удалось разработать пластик с сетью тонких трубок, напоминающей кровеносную системы человека, которому под силу без чьей-либо помощи устранить видимые невооруженным глазом повреждения.
Ключом к успеху в этом случае является пара специальных жидкостей, которые вступают в реакцию в процессе смешивания. Одно из веществ содержит длинные тонкие молекулы, а другое – молекулы, которые имеют форму тригональной пирамиды. В процессе смешивания веществ молекулы объединяются и создают каркас, подобно тому, как соединяются тромбоциты и фибрины при свертывании крови. Спустя несколько минут после контакта, жидкости образовывают густой гель, который заполняет поврежденный участок. В течение нескольких часов под влиянием других ингредиентов, входящих в состав жидкостей, гель затвердевает.
Чтобы проверить собственную концепцию на практике, команда исследователей проложила отдельные микроканалы с веществами через пластик с небольшой площадью поверхности. Затем они сделали в нем 4-миллиметровое отверстие, от которого отходили трещины длиной до 35 миллиметров. Размещенные на краях пластика насосы отвечали за подачу жидкостей в каналы, подведенные к отверстию. После того, как жидкости смешались в районе отверстия, трещины и само отверстие исчезли на протяжении 20 минут. В течение последующих трех часов гель затвердел, а прочность после восстановления находилась на уровне 60% от прочности исходного материала.
Источник отмечает, что проделать то же самое с более крупными отверстиями диаметром более 8 миллиметров намного сложнее, так как под действием гравитации гель начинает провисать. Исследователи полагают, что данную проблему можно решить, если применить вместо жидкостей пену. Впрочем, они еще не проверяли эту идею.
Как бы там ни было, господин Уайт и его команда прекрасно представляют себе пластмассы, содержащие множество микроканалов, что может гарантировать 100% подачу жидкости в поврежденную область и полное восстановление. Исследователи заверяют, что подобная “кровеносная” система снижает прочность исходного материала незначительно. Впрочем, никаких цифр в этом случае предоставлено не было.
Данная разработка может найти применение в объектах, расположенных в самых отдаленных местах. К примеру, самовосстанавливающиеся материалы могут быть полезными на космическом корабле или применяться в производстве бурового оборудования. Как вариант можно также рассмотреть самовосстанавливающиеся щиты для военных, так как исследование финансируется ВВС США.
По словам Ибона Одриозолы из Центра электрохимических технологий (CIDETEC) в Испании, исследователя в области самовосстанавливающихся пластиков, сложность создания полноценной искусственной сосудистой системы в материале будет ограничивать применение данной технологии.
Источник:
NewScientistПеревод/подготовка материала: ITC.ua
