Новый вид самовосстанавливающегося пластика показал свою практичность

Абсолютно новый пластик, который с легкостью восстанавливается от царапин и повреждений, может оказаться неимоверно полезным при изготовлении красок, и, к примеру, деталей автомобилей и/или парусников. Еще более впечатляет тот факт, что он может быть измельчен и переработан в полностью новый продукт, такой как пластиковая литейная форма для электронных устройств или оптических линз.

Добавив несколько новых компонентов и немного смеси цинка (чтобы ускорить прохождение химических процессов) к обычной эпоксидной смоле, ученые создали материал, чьи химические связи непрерывно разрушаются и создаются. Чрезвычайно высокая температура делает материал вязким, но при нормальной температуре, эти химические реакции проходят настолько медленно, что его форма остается, практически, неизменной.

"Они разработали уникальный и очень мощный подход, который получит большое количество применений", - прокомментировал химик Кристофер Боуман из Колорадского университета в Боулдере. "Это весьма впечатляет", - заключил он.

Большинство пластиков, к примеру те, которые используются при изготовлении кухонных принадлежностей или автомобильных запчастей, для придания им дополнительной упругости, после формовки, подвергаются процессу вулканизации. Этот процесс превращает всю форму в единую, переплетенную между собой молекулу. Молекулы в более мягких разновидностей пластика, таких как бутылки из под содовой, обычно не удерживаются столь мощными связями и могут быть нагреты и расплавлены. Чтобы найти золотую середину, между этими двумя крайностями (не слишком крепкий и не слишком мягкий материал), команда исследователей под руководством Людвика Лейблера из Национального центра научных исследований (НЦНИ) Франции, использовали для этой цели обычную эпоксидную смолу, доступную в любом хозяйственном магазине. Исследователи добавили к ней кислот, а также смесь цинка, для ускорения химических реакций.

Получившийся материал состоял из сети молекул, каждая из которых соединялась с четырьмя другими. Эти молекулы постоянно обмениваются своими связями (теми молекулами, с которыми они объединены), при этом общее число связей остается неизменным. При нагревании, эти процессы ускоряются и число обменов связями, которое проходит весьма медленно при обычных условиях, ускоряется до ста за несколько секунд при температуре в 200 градусов по Цельсию.

Такая невероятная гибкость на молекулярном уровне, позволяет относительно легко придавать этому материалу новую форму.

Помимо метода заливки материала в форму методом впрыска, можно применять обычный ручной вентилятор. Конечный результат будет зависеть от химического состава исходного материала и варьируется от очень твердого пластика до мягкой резины.

"Вы можете делать все, что хотите", - сказал Лейблер. "Можно работать с материалом как с деревом или делать из него крупные детали, при этом все нужные ингредиенты уже используются в композитах", - сказал Кржиштоф Матыяжевски, профессор химии из университета Карнеги-Меллона.

Оригинал (на англ. языке): Fellowgeek

• Грибы как компьютерные чипы: учёные создают «живую память» из шиитаке
• Учёные создали трёхслойное микрофлюидное устройство для сверхэффективного охлаждения электроники
• Обычный кристалл оказался идеальным материалом для технологий на сверхнизких температурах
• Учёные научились превращать снимки атомно-силового микроскопа в точные 3D-модели движений белков
• Учёные создали уникальный гидрогель для «неклонируемых» меток безопасности
• Роботы нового поколения: в Caltech создали систему, которая может ходить, ездить и летать
• Учёные создали 3D-печатные материалы, которые полностью гасят вибрации
• Квантовые кристаллы: как учёные из Оберна открыли путь к новой технологической революции