Разрезанные куски нового вещества срастаются сами собой
Что делать, в случае если прохудились резиновые сапоги либо порвалась покрышка на велосипедном колесе? Бежать в ремонт?
В недалеком будущем это, возможно, не пригодится, поскольку французские учёные придумали довольно недорогой метод создания самосклеивающейся «резины».
Самозалечивающуюся (либо самовосстанавливающуюся) при комнатной температуре резину «вывели» исследователи из лаборатории Людвика Леблера (Ludwik Leibler) Soft Matter and Chemistry, расположившейся в Париже в Высшей школе промышленной химии и физики (Ecole Superieure de аккумуляторная et de Chimie Industrielles — ESPCI).
Статья, посвящённая изучению, размещена в издании Nature.
Новый материал способен восстанавливаться кроме того по прошествии пары часов по окончании того, как его порвали на части, наряду с этим восстанавливаться много раз. Действительно, он бывает «склеен» лишь по поверхности разрыва/разреза.
Растяжение узкой полосы нового материала (до 100 процентов от начальной длины) и его восстановление (кадр с сайта nature.com).
Что-то подобное происходит с пластилином, в то время, когда с ним играются дети. Лишь в отличие от пластилина этот материал способен восстанавливать размеры и свою форму по окончании растяжения, и по окончании повторного растяжения и разрыва.
Для того чтобы получить большое количество таковой резины (речь заходит о сотнях граммов, нестандартных для простых химических опытов), учёные применяли несложной синтез. Состоит он всего лишь из двух реакций, происходящих при большой температуре, в то время, когда вещество до тех пор пока ещё ведёт себя как жидкость.
Один из главных ассистентов Леблера — Франсуа Турнийак (Francois Tournilhac) — демонстрирует большое количество и простоту эксперимента приобретаемого вещества (кадр с сайта nature.com).
Начальными ингредиентами для нового вещества стали жирные кислоты, диэтилентриамин (ДЭТА) и мочевина. Нужно заявить, что всё это очень распространённые соединения, не требующие солидных финансовых затрат в производстве, что в своё время может положительно сказаться на конечной цене продукта.
При комнатной температуре материал застывает и делается полупрозрачным, цвет его наряду с этим изменяется на жёлто-коричневый (кадр с сайта nature.com).
В следствии получается что-то среднее между жевательной резинкой и резиновым мячиком.
Простая полимерная резина имеет несколько весьма долгих молекул, каковые скреплены между собой ковалентными, ионными либо водородными связями. В случае если их порвать, то собрать кусок воедино уже не удастся (все пробовали в юные годы грызть ластики).
Прекрасно восстанавливаются только водородные связи, а их в простой резине не так-то большое количество.
В отличие от простой резины новинка складывается из маленьких групп молекул жирных кислот, каковые по окончании реакции с мочевиной обзаводятся на собственных финишах аминогруппами. Между собой жирные кислоты связываются только водородными связями (что, действительно, приводит и к недочётам, материал делается более пластичным, чем резина).
У некоторых кислот образуется две, у других три ненасыщенные связи, в следствии полученное вещество неспособно всецело затвердеть при комнатной температуре (соответственно, не имеет возможности и расколоться, как простое кристаллическое тело).
Узкая полоса «резины» возможно разрезана, «склеена» и опять растянута многократно.
Стрелкой продемонстрировано примерное место разреза (кадр с сайта nature.com).
Напротив, кусок нового материала возможно растянуть практически в пять раз, по окончании чего он вернёт собственную форму (пускай и не так скоро, как простая резина).
В случае если же эту «штуковину» разрезать, а после этого куски опять прижать друг к другу, то порванные водородные связи восстановятся. Наряду с этим не требуется прикладывать большое упрочнение, лучше подержать части совместно продолжительнее (образуется больше связей).
По заверению авторов, оптимальное время залечивания – 15 мин..
Наряду с этим «чинить» разрыв возможно не сходу, а кроме того спустя 18 часов, на эффективности восстановления это никак не скажется (в случае если части держать совместно одно да и то же время).
На данной странице вы имеете возможность взглянуть видеоролики, говорящие о получении новинки и её особенностях.
На более широком куске материала исследователи продемонстрировали, что происходит, в случае если постараться «склеить» края разреза через час и подержать их совместно в течение 2 (а) и 24 (б) часов (кадр с сайта nature.com).
Разработкой уже заинтересовались многие компании, но, пожалуй, первым поставщиком изделий из нового материала станет французская химическая компания Arkema, с которой Леблер уже давно заключил сделку.
Как и положено, в Arkema уже поговаривают о том, что через год-два готовый коммерческий продукт выйдет на рынок.
Тем временем сам Людвик грезит заметить собственное изобретение прежде всего в игрушках, «так как дети весьма обожают всё разламывать».
Но, это далеко не единственное вероятное использование нового материала, поскольку из него возможно создавать, к примеру, самовосстанавливающиеся шины для велосипедов.
