Новият полимер реагира на механичен стрес почти като мускул

Важна способност на такава биологична тъкан като мускулите е самовъзстановяването и самоукрепването. То

възниква в отговор на щети, причинени отот външни сили. Повечето изкуствени полимери се разграждат необратимо, когато са подложени на достатъчен механичен стрес, което ги прави по-малко полезни, например, за производството на изкуствени органи. Но какво ще стане, ако можете да създадете полимери, които реагират химически на механичен стрес и да използвате тази енергия, за да подобрите свойствата си? 

В скорошно проучване, публикувано вAngewandte Chemie International Edition, група учени от Tokyo TechInstitute, Yamagata University и Sagami Institute of Chemical Research, Япония, постигнаха значителен напредък в областта на насипните самоподсилващи се вещества. Техният нов полимер реагира на механичен стрес почти като мускул.

Синтезирани сегментирани полиуретани (SPU),съдържащи дифлуоренил сукцинонитрил (DFSN) фрагменти и метакрилоилни групи. Получените еластомери образуват розови цианофлуоренови радикали и променят цвета си при компресиране или разтягане. Това е първият пример за задвижвани от сила реакции на омрежване, постигнати само чрез разтягане или свиване на насипен филм. Кредит: Tokyo Tech

Екипът създаде сегментиран полиуретанполимерни вериги с твърди и меки функционални сегменти. Меките сегменти съдържат DFSN молекули, които действат като тяхната „най-слаба връзка“, като двете половини са свързани с единична ковалентна връзка. Страничните вериги на меките сегменти завършват с метакрилоилни единици. Когато полимерът е подложен на механично напрежение, като просто натиск или напрежение, молекулата DFSN се разделя на два равни цианофлуоренови (CF) радикала. Тези CF радикали, за разлика от DFSN, изглеждат розови на цвят, което прави щетите лесни за визуално откриване.

Успешно разработихме безпрецедентномеханично реактивни полимери, които проявяват промяна на цвета, флуоресценция и способност за самоукрепване. Това е значителен напредък във фундаменталните изследвания на механохимията и нейното приложение в науката за материалите.

Професор Хидеюки Оцука ръководи проучването

Атрактивните свойства и функционалността на разработените полимери са полезни, например, за интуитивно откриване на повреди и създаване на адаптивни материали.

Прочетете още

Погледнете изображение на Марс с 8 трилиона пиксела

Учените са разработили заместител на теорията на относителността. Каква е същността на „теорията на всичко“?

Учените са открили доказателства за кръстосване на съвременни хора с неандерталци

Механохимията е клон на химията, който изучава промяната в свойствата на веществата и техните смеси, както и физикохимичните трансформации при механично напрежение, по време на деформация, триене и ударно компресиране.