Önjavító műanyag

Bonyolult anyagok felhasználásával, de egyáltalán nem bonyolult ötlettel fejlesztették ki a tudósok azt a műanyagot, amely folyamatosan képes regenerálni és javítani önmagát a benne lévő kapszulák aktivizálásával. Az anyagok tulajdonságai közül az egyik legfontosabb az ellenálló képességük. Minden egyes alkalommal, amikor például egy szörfdeszka nekiütődik egy korallzátonynak, vagy amikor a repülőgép szárnya az induláskor beremeg, apró repedések keletkeznek. Az anyag végül elérkezik egy olyan ponthoz, amikor cserére vagy javításra szorul. Az eddigi javítási módszerek elég egyszerűek voltak: a rossz részt kivágták és új anyaggal helyettesítették, ami persze már nem is volt olyan esztétikus. A University of Illinois (Urbana-Champaign) kutatói most az emberi test működését vették alapul, annak is az öngyógyító tulajdonságát. Két nagyon fontos dolognak kellett teljesülnie: a javítás automatikus módjának és a helyspecifikusságnak, azaz annak, hogy valóban csak a sérült részek kerüljenek javításra. Tehát a „gyógyító anyagot” mindenhova el kell juttatni, hogy mindenhol elérhető legyen, de csak ott kell aktivizálódnia, ahol valóban szükség van rá.

A kísérletek során a műanyagot alkotó polimerek összetevőit, úgynevezett monomereket kevertek a műanyag alapállományához. Ezt úgy oldották meg, hogy a folyékony monomer-összetevőket speciális, mikroszkopikus méretű kapszulákba zárták. A műanyag alapállománya e gömböcskéken kívül még katalizátormolekulákat is tartalmazott, amelyek a monomerek polimerré szerveződését teszik lehetővé. A műanyagban ezután apró repedéseket hoztak létre, amelyek létrejöttük során „belehasadtak” a monomereket tartalmazó gömböcskékbe. Emiatt a folyékony monomerállomány belefolyt a repedésbe, majd a katalizátorok hatására polimereket alkotott és megszilárdult. Az eredmény tehát az volt, hogy az anyag megjavította önmagát. A kidolgozott új módszerrel az anyagok életkora akár megduplázódhat, vagy meg is háromszorozódhat. Bár az ötlet nem tűnik bonyolultnak, mégsem volt egyszerű a megvalósítása. Nagy technikai kihívást jelentett a monomereket tartalmazó kapszulák falvastagságának helyes megválasztása. A kapszulának elég erősnek kellett lennie ahhoz, hogy törés nélkül kibírja a polimerizációt, de mégis elég áteresztőnek ahhoz, hogy a mikrorepedések áthatoljanak rajta, és ne kerüljék meg. Az új anyag felhasználási köre rendkívül sokrétű lehet: a hosszabb életű beépített protézisektől, a hadi- és sporteszközökön keresztül az űrhajózásban alkalmazott alkatrészekig sok mindent készíthetnek belőle.
A kutatók olyan anyagok előállításán is fáradoznak, amelyek hőmérséklet-változás hatására változtatnák meg alakjukat. Nagyon érdekes példa olyan rostok kifejlesztése, amelyek megváltoztatnák színüket ott, ahol már túlságosan elvékonyodtak (például egy hegymászókötél esetében). (Origo)