Врхунски материјали попут графена - танки лим карбона дебљине само један атом - сваким даном су све лакши, јачи и лакши за производњу, нудећи нове потенцијале за трансформацију индустрије од уклањања воде водом до соларних ћелија и откривања болести.
Сличан садржај
- Изумитељи упциклирања објавили су свој манифест у пластичној књизи. Зашто?
Али нашим материјалима које је направио човек још увек нема један толико жељени квалитет који се природно јавља у коренима биљака и људске коже: способност да се излече.
Тим на челу са Скотом Вајтом са Универзитета у Илиноју у Урбани-Шампању намеравао је да то промени додавањем вештачког васкуларног система у пластику. Идеја је да се псеудо-вене материјала испуне хемијски реактивним течностима, тако да се, када се пластика распукне, супстанце могу комбиновати и очврснути попут згрушавања крви, штитећи предмет од даљег оштећења.
У демонстративном видеу, екипа тестира технику на пластичном блоку, убацујући две течности кроз одвојене канале у објект, пре него што буши материјал 4-милиметрском бушилицом. Рана бушилице створила је пукотине које су ослобађале течне канале, али захваљујући васкуларном систему, течности су цуриле у рупу и пукле, за 20 минута формирајући густи гел који је зауставио ширење штете. Тим се очврснуо у року од три сата, на крају се поправио да буде око 60 процената јак колико и оригинални материјал, наводи тим.
Истраживачи предвиђају да се помоћу ове технологије заштити све од војне опреме до грађевинског материјала - што потенцијално штеди време и радну снагу у ванредним ситуацијама или на тешко доступним радним местима.
Поступак хемијског мешања и очвршћивања може звучати познато свима који су икада користили епоксидну смолу купљену у продавници хардвера. Али Бретт Крулл, коаутор истраживања, каже да се тим удаљио од епоксије, углавном због њиховог спорог времена реакције.
Иако производи ефекат сличан епоксидима, нова пластика помаже да се оштећења морају поправити брже, каже Крулл.
Темељна разлика:
"Дизајнирали смо наш систем да подвргне две различите транзиције", док епоксидна смола делује другачије, каже Крулл. "Две хемијске реакције покрећу се чим се мешање деси, али се одвијају у много различитим временским интервалима."
Крулл каже да прва реакција смесу претвара у мекани гел у року од 30 секунди. Ово задржава хемикалије на месту унутар оштећеног подручја, а истовремено омогућава испоруку више течности у отвор или пукотину док се не напуни. Друга реакција, која претвара хемикалије у чврсту супстанцу, догађа се после, брзином која се може контролисати променом састава и концентрација хемикалија.
„Наша хемија се не приближава сложености природног система, “ каже Крулл, „али дизајнирали смо систем који временски зависи од штете“.
Вхите и његов тим показали су способност лечења микроскопских пукотина на другачији начин у прошлости, користећи епоксидне и уграђене микросфере. Но, нови васкуларни приступ омогућава поправак у много већем обиму. Техника би се, на пример, могла употријебити за поправак канала у подводној бушилици или жига на свемирској летјелици која се судара с метеором.
Истраживачи се и даље суочавају са изазовима док настављају да развијају материјале за самогласа, укључујући како повећати ефикасност васкуларних мрежа у материјалу (у овом случају пластика) без значајног смањења његове снаге или перформанси. Тим такође жели да овом материјалу омогући лечење од више "рана" током времена.
Хемикалије ће се такође морати прилагодити да се носе са већим површинама оштећења. Према Нев Сциентисту, рупе у материјалу већем од 8 мм узроковале су пропадање хемикалија. Тим мисли да ће употреба пене у каналима уместо течности омогућити материјалу да зацели веће површине, мада истраживачи још увек нису тестирали ту могућност.
Крулл каже да ће такође изгледати како би материјал био ефикасан у различитим окружењима, попут екстремних температура, под водом или у свемиру. (До сада се тестирање углавном обављало у лабораторији).
Иако ће технологија једног дана моћи да прође до потрошачких производа, немојте очекивати да ће ови материјали за самоцељење чаробно поправити задњу страну вашег иПхоне-а или браника вашег аутомобила. Крулл каже да је технологија још увек у раној фази развоја. Будући да истраживање финансира америчко ратно ваздухопловство, вероватно ће се прво користити на борбеним авионима, тенковима или свемирским бродовима, заједно са уређајима које је тешко поправити, попут опреме за подводно бушење.
Али то је само почетак онога што би материјал могао да уради, Крулл каже.
"Тренутна верзија више личи на ожиљак јер заражени материјал није баш тако добар као оригинални", каже Крулл. „Наш дугорочни циљ је да развијемо заиста регенеративни полимер где материјал изгубљен штетним материјалом може бити замењен материјалом исте композиције.“
