Noul polimer reacționează la stresul mecanic aproape ca mușchiul

O capacitate importantă a unui țesut biologic precum mușchii este autovindecarea și autoîntărirea. Aceasta

apare ca răspuns la daune cauzate dede forţe externe. Majoritatea polimerilor artificiali se degradează ireversibil atunci când sunt supuși unei solicitări mecanice suficiente, ceea ce îi face mai puțin utili, de exemplu, pentru producția de organe artificiale. Dar dacă ați putea crea polimeri care reacționează chimic la stresul mecanic și să folosească acea energie pentru a le îmbunătăți proprietățile? 

Într-un studiu recent publicat înAngewandte Chemie International Edition, un grup de oameni de știință de la Tokyo TechInstitutul, Universitatea Yamagata și Institutul Sagami de Cercetări Chimice, Japonia, au făcut progrese semnificative în domeniul substanțelor de auto-întărire în vrac. Noul lor polimer răspunde la stresul mecanic aproape ca și mușchi.

Poliuretani segmentați sintetizați (SPU),conținând fragmente di-fluorenil succinonitril (DFSN) și grupări metacrilil. Elastomerii rezultați au format radicali cianofluoreni roz și și-au schimbat culoarea atunci când au fost comprimați sau întinși. Acesta este primul exemplu de reacții de reticulare forțate realizate numai prin întinderea sau contractarea unui film în vrac. Credit: Tokyo Tech

Echipa a creat poliuretan segmentatlanțuri polimerice cu segmente funcționale dure și moi. Segmentele moi conțin molecule DFSN care acționează ca „cea mai slabă verigă”, cu ambele jumătăți conectate printr-o singură legătură covalentă. Lanțurile laterale ale segmentelor moi se termină în unități de metacriloil. Când polimerul este supus la stres mecanic, cum ar fi compresia sau tensiune simplă, molecula DFSN se împarte în doi radicali cianofluoren (CF) egali. Acești radicali CF, spre deosebire de DFSN, au culoarea roz, ceea ce face daunele ușor de detectat vizual.

Am dezvoltat cu succes fără precedentpolimeri mecanoreactivi care prezintă schimbări de culoare, fluorescență și capacitate de auto-întărire. Acesta este un progres semnificativ în cercetarea fundamentală a mecanochimiei și a aplicațiilor sale în știința materialelor.

Profesorul Hideyuki Otsuka, a condus studiul

Proprietățile și funcționalitatea atractive ale polimerilor dezvoltate sunt utile, de exemplu, pentru detectarea intuitivă a daunelor și crearea de materiale adaptive.

Citeste mai mult

Uită-te la o imagine de 8 trilioane de pixeli a lui Marte

Oamenii de știință au dezvoltat un înlocuitor pentru teoria relativității. Care este esența „teoriei tuturor”?

Oamenii de știință au găsit dovezi ale încrucișării oamenilor moderni cu neanderthalieni

Mecanochimia este o ramură a chimiei care studiază modificarea proprietăților substanțelor și a amestecurilor acestora, precum și transformările fizico-chimice sub solicitări mecanice, în timpul deformării, fricțiunii și compresiei șocurilor.