Новий полімер реагує на механічне вплив майже як м'язи

Важлива здатність такої біологічної тканини, як м'язи - самовідновлення та самопосилення. Воно

відбувається у відповідь на пошкодження, спричиненізовнішніми силами. Більшість штучних полімерів незворотно руйнуються при достатньому механічному напрузі. Це робить їх менш корисними для, наприклад, виробництва штучних органів. Але що, якщо можна створити полімери, які хімічно реагують на механічні дії та використовували цю енергію для покращення своїх властивостей? 

У недавньому дослідженні, опублікованому вAngewandte Chemie International Edition, група вчених з Токійського технологічногоінституту, Університету Ямагата та Інституту хімічних досліджень Сагамі, Японія, досягла значних успіхів у галузі об'ємних самозміцнювальних речовин. Їх новий полімер реагує на механічний вплив майже як м'язи.

Синтезовані сегментовані поліуретани (SPU),містять ді-флуоренілсукцінонітрільние (DFSN) фрагменти і метакрілоільние групи. Отримані еластомери утворювали рожеві ціанофлуореновие радикали і міняли колір при стисненні або розтягуванні. Це перший приклад реакцій зшивання під дією сили, що досягаються тільки за рахунок розтягування або стиснення об'ємної плівки. Надано: Tokyo Tech

Команда створила сегментовані поліуретановіполімерні ланцюги з жорсткими та м'якими функціональними сегментами. М'які сегменти містять молекули DFSN, що діють як їх «найслабша ланка», причому обидві його половини з'єднані одним ковалентним зв'язком. Бічні ланцюги м'яких сегментів закінчуються метакрилоїльними ланками. Коли полімер відчуває механічну напругу, наприклад, простий стиск або розтяг, молекула DFSN розщеплюється на два рівні ціанофлуоренових (CF) радикала. Ці радикали CF, на відміну від DFSN, набувають рожевого кольору, що дозволяє легко візуально виявити пошкодження.

Ми успішно розробили безпрецедентнімеханореактівние полімери, які виявляють зміна кольору, флуоресценцію і самопосилюється здатність. Це значний прогрес в фундаментальних дослідженнях механохімії і її додатків в матеріалознавстві.

Професор Хідеюкі Оцука, очолював дослідження

Привабливі властивості і функціональність розроблених полімерів корисні, наприклад, для інтуїтивного виявлення пошкоджень та створення адаптивних матеріалів.

Читати далі

Подивіться на зображення Марса з 8 трильйонів пікселів

Вчені вивели заміну для теорії відносності. У чому суть «теорії всього»?

Вчені знайшли доказ схрещування сучасних людей з неандертальцями

Механохімія - розділ хімії, що вивчає зміна властивостей речовин і їх сумішей, а також фізико-хімічні перетворення при механічних впливах, при деформації, терті, ударному стисненні.