Novi polimer reagira na mehanički stres gotovo poput mišića

Važna sposobnost takvog biološkog tkiva kao što su mišići je samoizlječenje i samojačanje. To

javlja se kao odgovor na štetu uzrokovanuvanjskim silama. Većina umjetnih polimera se nepovratno razgrađuje kada su podvrgnuti dovoljnom mehaničkom naprezanju, što ih čini manje korisnim za, primjerice, proizvodnju umjetnih organa. Ali što ako biste mogli stvoriti polimere koji kemijski reagiraju na mehanički stres i iskoristiti tu energiju za poboljšanje svojih svojstava? 

U nedavnoj studiji objavljenoj uAngewandte Chemie International Edition, skupina znanstvenika iz Tokyo TechInstitut, Sveučilište Yamagata i Institut za kemijska istraživanja Sagami, Japan, značajno su napredovali u području rasutih samoojačavajućih tvari. Njihov novi polimer reagira na mehanički stres gotovo poput mišića.

Sintetizirani segmentirani poliuretani (SPU),koji sadrže fragmente di-fluorenil sukcinonitrila (DFSN) i metakriloilne skupine. Rezultirajući elastomeri stvarali su ružičaste radikale cijanofluorena i mijenjali boju kad su komprimirani ili rastegnuti. Ovo je prvi primjer reakcija umrežavanja na silu postignutih samo rastezanjem ili skupljanjem rasuteg filma. Zasluge: Tokyo Tech

Tim je stvorio segmentirani poliuretanpolimerni lanci s tvrdim i mekim funkcionalnim segmentima. Meki segmenti sadrže DFSN molekule koje djeluju kao njihova "najslabija karika", s obje polovice povezane jednom kovalentnom vezom. Bočni lanci mekih segmenata završavaju metakriloilnim jedinicama. Kada je polimer podvrgnut mehaničkom naprezanju, kao što je jednostavna kompresija ili napetost, molekula DFSN se dijeli na dva jednaka cijanofluorenska (CF) radikala. Ovi CF radikali, za razliku od DFSN-a, izgledaju ružičaste boje, što čini oštećenje lakim za vizualno otkrivanje.

Uspješno smo razvili bez presedanamehanoreaktivni polimeri koji pokazuju promjenu boje, fluorescenciju i sposobnost samopojačanja. Ovo je značajan napredak u temeljnom istraživanju mehanokemije i njegove primjene u znanosti o materijalima.

Profesor Hideyuki Otsuka vodio je studiju

Atraktivna svojstva i funkcionalnost razvijenih polimera korisni su, na primjer, za intuitivno otkrivanje oštećenja i stvaranje prilagodljivih materijala.

Čitaj više

Pogledajte sliku Marsa od 8 bilijuna piksela

Znanstvenici su razvili zamjenu za teoriju relativnosti. Što je bit "teorije svega"?

Znanstvenici su pronašli dokaze križanja modernih ljudi s neandertalcima

Mehanokemija je grana kemije koja proučava promjene svojstava tvari i njihovih smjesa, kao i fizikalno-kemijske transformacije pod mehaničkim naprezanjem, tijekom deformacije, trenja i kompresije kompresije.