Jaunais polimērs gandrīz kā muskuļi reaģē uz mehānisko spriedzi

Svarīga tādu bioloģisko audu kā muskuļi spēja ir pašatveseļošanās un pašstiprināšanās. Tas

rodas, reaģējot uz bojājumiem, ko izraisaar ārējiem spēkiem. Lielākā daļa mākslīgo polimēru, pakļaujot tiem pietiekamu mehānisko spriegumu, noārdās neatgriezeniski, tāpēc tie kļūst mazāk noderīgi, piemēram, mākslīgo orgānu ražošanā. Bet ko darīt, ja jūs varētu izveidot polimērus, kas ķīmiski reaģē uz mehānisko spriegumu, un izmantotu šo enerģiju, lai uzlabotu to īpašības? 

Nesenā pētījumā, kas publicētsAngewandte Chemie starptautiskais izdevums, zinātnieku grupa no Tokyo TechJamagatas universitātes institūts un Japānas Sagami Ķīmisko pētījumu institūts ir guvuši ievērojamus panākumus beztaras pašatstiprinošo vielu jomā. To jaunais polimērs reaģē uz mehānisko spriedzi gandrīz kā muskuļi.

Sintezētie segmentētie poliuretāni (SPU),kas satur di-fluorenilsukcinonitrila (DFSN) fragmentus un metakriloilgrupas. Iegūtie elastomēri veidoja sārtus ciānfluorēna radikāļus un saspiežot vai izstiepjot mainīja krāsu. Šis ir pirmais ar spēku saistīto šķērssaišu reakciju piemērs, kas panākts, tikai izstiepjot vai saraujot lielapjoma plēvi. Kredīts: Tokyo Tech

Komanda izveidoja segmentētu poliuretānupolimēru ķēdes ar cietiem un mīkstiem funkcionāliem segmentiem. Mīkstie segmenti satur DFSN molekulas, kas darbojas kā "vājākais posms", un abas puses ir savienotas ar vienu kovalentu saiti. Mīksto segmentu sānu ķēdes beidzas ar metakriloila vienībām. Kad polimērs tiek pakļauts mehāniskai spriedzei, piemēram, vienkāršai saspiešanai vai spriedzei, DFSN molekula sadalās divos vienādos cianofluorēna (CF) radikāļos. Šie CF radikāļi, atšķirībā no DFSN, izskatās rozā krāsā, padarot bojājumus viegli vizuāli nosakāmus.

Mēs esam veiksmīgi izstrādājuši vēl nebijušumehānoreaktīvie polimēri, kuriem piemīt krāsu maiņa, fluorescence un pašpastiprināšanas spējas. Tas ir ievērojams progress fundamentālajos ķīmijas ķīmijas pētījumos un to pielietojumā materiālu zinātnē.

Pētījumu vadīja profesors Hidejuki Otsuka

Izstrādāto polimēru pievilcīgās īpašības un funkcionalitāte ir noderīgas, piemēram, intuitīvai bojājumu noteikšanai un adaptīvu materiālu radīšanai.

Lasīt vairāk

Paskaties 8 triljonu pikseļu Marsa attēlu

Zinātnieki ir izstrādājuši relativitātes teorijas aizstājēju. Kāda ir "visa teorijas" būtība?

Zinātnieki ir atraduši pierādījumus par mūsdienu cilvēku krustojumu ar neandertāliešiem

Mehānķīmija ir ķīmijas nozare, kas pēta vielu un to maisījumu īpašību izmaiņas, kā arī fizikāli ķīmiskās transformācijas mehāniskā sprieguma ietekmē deformācijas, berzes un trieciena saspiešanas laikā.