Nový polymer reaguje na mechanické namáhání téměř jako sval

Důležitou schopností takové biologické tkáně, jako jsou svaly, je samoléčení a sebeposilování. To

dochází v reakci na škody způsobenévnějšími silami. Většina umělých polymerů se při dostatečném mechanickém namáhání nevratně rozkládá, což je činí méně použitelnými například pro výrobu umělých orgánů. Co kdybyste ale dokázali vytvořit polymery, které chemicky reagují na mechanické namáhání a tuto energii využívají ke zlepšení svých vlastností? 

V nedávné studii publikované vAngewandte Chemie International Edition, skupina vědců z Tokyo TechInstitute, Yamagata University a Sagami Institute of Chemical Research, Japonsko, dosáhly významného pokroku v oblasti objemových samovýztužných látek. Jejich nový polymer reaguje na mechanické namáhání téměř jako sval.

Syntetizované segmentované polyurethany (SPU),obsahující fragmenty fluorfenyl sukcinonitrilu (DFSN) a methakryloylové skupiny. Výsledné elastomery vytvořily růžové kyanofluorenové radikály a po stlačení nebo roztažení změnily barvu. Toto je první příklad silově řízených zesíťovacích reakcí dosažených pouze roztažením nebo smrštěním objemového filmu. Uznání: Tokyo Tech

Tým vytvořil segmentovaný polyuretanpolymerní řetězce s tvrdými a měkkými funkčními segmenty. Měkké segmenty obsahují molekuly DFSN, které fungují jako jejich „nejslabší článek“, přičemž obě poloviny jsou spojeny jednou kovalentní vazbou. Postranní řetězce měkkých segmentů končí methakryloylovými jednotkami. Když je polymer vystaven mechanickému namáhání, jako je jednoduché stlačení nebo tah, molekula DFSN se rozdělí na dva stejné kyanofluorenové (CF) radikály. Tyto CF radikály, na rozdíl od DFSN, mají růžovou barvu, takže poškození lze snadno vizuálně detekovat.

Úspěšně jsme se vyvinuli bezprecedentnímechanoreaktivní polymery, které vykazují změnu barvy, fluorescenci a samoposilující schopnost. Jedná se o významný pokrok v základním výzkumu mechanochemie a jejích aplikací ve vědě o materiálech.

Profesor Hideyuki Otsuka vedl studii

Atraktivní vlastnosti a funkčnost vyvinutých polymerů jsou užitečné například pro intuitivní detekci poškození a tvorbu adaptivních materiálů.

Přečtěte si více

Podívejte se na obraz Marsu o 8 bilionech pixelů

Vědci vyvinuli náhradu za teorii relativity. Co je podstatou „teorie všeho“?

Vědci našli důkazy o křížení moderních lidí s neandertálci

Mechanochemie je odvětví chemie, které studuje změnu vlastností látek a jejich směsí, jakož i fyzikálně-chemické transformace při mechanickém namáhání, při deformaci, tření a rázové kompresi.