Den nye polymer reagerer på mekanisk stress næsten som muskler

Важная способность такой биологической ткани, как мышцы — самовосстановление и самоусиление. Оно

происходит в ответ на повреждения, вызванные внешними силами. Большинство искусственных полимеров необратимо разрушаются при достаточном механическом напряжении. Это делает их менее полезными для, например, производства искусственных органов. Но что, если можно создать полимеры, которые химически реагируют на механические воздействия и использовали эту энергию для улучшения своих свойств? 

В недавнем исследовании, опубликованном в Angewandte Chemie International Edition, группа ученых из Токийского технологического института, Университета Ямагата и Института химических исследований Сагами, Япония, достигла значительных успехов в области объемных самоупрочняющихся веществ. Их новый полимер реагирует на механическое воздействие почти как мышцы.

Syntetiserede segmenterede polyurethaner (SPU),indeholdende di-fluorenyl succinonitril (DFSN) fragmenter og methacryloylgrupper. De resulterende elastomerer dannede lyserøde cyanofluorenradikaler og skiftede farve, når de komprimeres eller strækkes. Dette er det første eksempel på kraftdrevne tværbindingsreaktioner, der kun opnås ved at strække eller sammentrække en bulkfilm. Kredit: Tokyo Tech

Команда создала сегментированные полиуретановые полимерные цепи с жесткими и мягкими функциональными сегментами. Мягкие сегменты содержат молекулы DFSN, действующие как их «самое слабое звено», причем обе его половины соединены одной ковалентной связью. Боковые цепи мягких сегментов заканчиваются метакрилоильными звеньями. Когда полимер испытывает механическое напряжение, например, простое сжатие или растяжение, молекула DFSN расщепляется на два равных цианофлуореновых (CF) радикала. Эти радикалы CF, в отличие от DFSN, приобретают розовый цвет, что позволяет легко визуально обнаружить повреждения.

Vi har med succes udviklet hidtil usetmekanoreaktive polymerer, der udviser farveændring, fluorescens og selvforstærkende evne. Dette er et betydeligt fremskridt inden for grundlæggende forskning inden for mekanokemi og dets anvendelser inden for materialevidenskab.

Профессор Хидеюки Оцука, возглавлял исследование

De attraktive egenskaber og funktionalitet af de udviklede polymerer er nyttige, for eksempel til intuitiv detektion af skader og skabelsen af ​​adaptive materialer.

Læs mere

Se på et billede på 8 billioner pixel af Mars

Forskere har udviklet en erstatning for relativitetsteorien. Hvad er essensen af ​​"teorien om alt"?

Forskere har fundet bevis for, at moderne mennesker blandes med neandertalere

Mekanokemi er en gren af ​​kemi, der studerer ændringen i egenskaberne af stoffer og deres blandinger såvel som fysisk-kemiske transformationer under mekanisk belastning under deformation, friktion og stødkompression.