Den nya polymeren reagerar på mekanisk stress nästan som muskler

En viktig förmåga hos biologisk vävnad som muskler är självläkande och självstärkande.Det

uppstår som svar på skador orsakade av yttre krafter.De flesta konstgjorda polymerer förstörs irreversibelt under tillräcklig mekanisk belastning. Men tänk om det var möjligt att skapa polymerer som reagerar kemiskt?och använt denna energi för att förbättra sina egenskaper? 

I en nyligen publicerad studie iAngewandte Chemie International Edition, en grupp forskare från Tokyo Institute of Technology, Yamagata University, och Sagami Institute of Chemical Research, Japan, har gjort betydande framsteg inom området för självhärdande ämnen i bulk. Deras nya polymerDen reagerar på mekanisk stress nästan som muskler.

Syntetiserade segmenterade polyuretaner (SPU),innehållande di-fluorenylsuccinonitril (DFSN) -fragment och metakryloylgrupper. De resulterande elastomererna bildade rosa cyanofluorenradikaler och ändrade färg vid komprimering eller sträckning. Detta är det första exemplet på kraftdrivna tvärbindningsreaktioner som endast uppnås genom sträckning eller sammandragning av en bulkfilm. Upphovsman: Tokyo Tech

Teamet skapade segmenterade polyuretanpolymerkedjor med styva och mjuka funktionella segment.De mjuka segmenten innehåller DFSN-molekyler som fungerar som deras "svagaste länk", med båda halvorna förbundna med en enda kovalent bindning.Sidokedjorna på de mjuka segmenten slutar i metakryloyllänkar.mekanisk spänning, t.ex. enkel kompression eller sträckning, DFSN-molekylen delas upp i två lika stora cyanofluorenradikaler (CF).Dessa CF-radikaler, till skillnad från DFSN, får en rosa färg, vilket gör det möjligt attDet är lätt att visuellt upptäcka skador.

Vi har framgångsrikt utvecklat enaståendemekanoreaktiva polymerer som uppvisar färgförändring, fluorescens och självförstärkande förmåga. Detta är ett betydande framsteg inom grundforskning av mekanokemi och dess tillämpningar inom materialvetenskap.

Prof. Hideyuki Otsuka, som ledde studien

De attraktiva egenskaperna och funktionaliteten hos de utvecklade polymererna är användbara, till exempel för intuitiv detektering av skador och skapandet av adaptiva material.

Läs mer

Titta på en bild på 8 biljoner pixlar av Mars

Forskare har utvecklat en ersättning för relativitetsteorin. Vad är kärnan i "alltingsteorin"?

Forskare har hittat bevis för att mänskliga människor har blivit uppfödda med neandertalare

Mekanokemi är en gren av kemi som studerar förändringen i substansernas egenskaper och deras blandningar, liksom fysikalisk-kemiska transformationer under mekanisk stress, under deformation, friktion och chockkompression.