Ученые из Университета Клемсона (США) представили материал на основе акрилата, который умеет самостоятельно «лечиться». В случае небольших царапин, сделанных очень тонким бритвенным лезвием, заживление в рамках тестов заняло примерно 14 часов. Более серьезные повреждения толщиной примерно в два человеческих волоса восстанавливались около трех дней.
Идея таких полимеров не нова, однако все предыдущие разработки были основаны на «внедрении» дополнительных материалов и создании новых связей между молекулами. В одном из таких проектов, например, использовались заключенные в материале микрокапсулы со специальной жидкостью. При повреждении они трескались, жидкость вытекала и затвердевала, заполняя пострадавшие области.
Новая разработка основана на ином подходе: сами молекулы материала воссоединяются с течением времени. Группа исследователей из Университета Клемсона обратила внимание, что макромолекулы полимеров состоят из многочисленных повторяющихся элементарных звеньев, представляющих собой одинаковую группу атомов. Длинные полимерные нити могут притягиваться из-за так называемых сил Ван-дер-Ваальса, которые возникают между атомами и молекулами. Несмотря на то что эти силы достаточно слабы, в случае с длинными цепочками молекул их взаимное притяжение может «заживить» трещину на поверхности материала.
Чтобы проверить свой подход, команда протестировала множество комбинаций полимеров и остановилась на материале на основе акрилата. Под мощным микроскопом его молекулярная структура выглядит как множество маленьких «ключей» и «замков», которые удерживаются вместе силами Ван-дер-Ваальса. Если материал поврежден, эти «ключи» и «замки» разделяются, но стоит двум частям оказаться достаточно близко, они возвращаются в изначальную конфигурацию. При этом дальнейшие исследования показали, что молекулы в полимерном материале соединяются тем же образом, каким были связаны до повреждения, так что «зажившая» версия полностью соответствует оригиналу. Ученые надеются, что в будущем их изобретение позволит увеличить срок службы пластиковых вещей и предметы, сделанные с использованием нового полимера, люди будут выбрасывать реже.
Ксения Сороколетова
