Pęknięty plastik zrasta się sam
Naukowcy wymyślili taki plastik, który w razie pęknięcia sam się zrasta. - To genialne! Zachowuje się jak żywy organizm - komentują naukowcy
Pisk hamulców i... bum! Ktoś się zagapił i mamy drobną stłuczkę. Nic się nikomu nie stało, lakier nie draśnięty, wszystko byłoby dobrze, gdyby tylko nie ten pęknięty zderzak. Kierowca ma jednak nie zmącony dobry humor i nawet nie chce spisywać oświadczenia. Po co, przecież do jutra zderzak zrośnie się sam!
Na razie taki zderzak zrósłby się tylko w jednym miejscu na świecie - w laboratorium prof. Scotta White'a z Department of Aeronautical and Astronomical Engineering na uniwersytecie stanu Illinois w Urbana w USA.
Starość plastiku
Materiały polimerowe są dziś stosowane prawie wszędzie. Z nich buduje się skrzydła samolotów, rakiety tenisowe, sztuczne stawy i kości, powłoki pojazdów kosmicznych, narty, ekspresy do kawy. Prawdę mówiąc, trudno znaleźć dziś przedmiot, do wykonania którego nie użyto jakiegoś plastiku. Nic dziwnego - polimery są wygodne, tanie i trwałe. Na dodatek są bardzo plastyczne - bez trudu można im nadać żądany kształt. Nie są jednak materiałem bez wad - niestety, szybko się starzeją.
Chemik patrząc na polimer, widzi ciąg połączonych ze sobą cegiełek. Te cegiełki to monomery - krótkie cząsteczki połączone w długie łańcuchy. Czasami monomery mogą być zaledwie kilkuatomowe (np. sześcioatomowy eten, z którego robi się polieten służący do wyrobu m.in. butelek na napoje), czasami mogą mieć po kilkanaście, rzadziej - kilkadziesiąt atomów. W większości przypadków do zapoczątkowania reakcji łączenia się ze sobą cząsteczek monomeru potrzebny jest katalizator. Substancja ta daje monomerom jak gdyby pierwszy impuls, żeby się zaczęły łączyć. Dalej na ogół jest już dość łatwo - "pobudzone" cząsteczki wiążą się ze sobą, tworząc długie łańcuchy.
Wraz z upływem lat w litym plastiku pojawiają się rysy. Im materiał jest starszy, tym rys przybywa. Z wiekiem więc wykonany z plastiku przedmiot jest coraz słabszy. Póki pęka tylko obudowa od telewizora, to nic strasznego się nie dzieje, ale jeżeli drobne rysy pojawiają się w skrzydle pasażerskiego samolotu...
Wygładzanie zmarszczek
Amerykanie skonstruowali taki materiał, w którym tworzące się z czasem pęknięcia potrafią się same zrosnąć. Jak tego dokonali?
Ich polimer jest w istocie materiałem kompozytowym złożonym z kilku różnych materiałów. Wewnątrz spolimeryzowanego plastiku znajdują się bowiem malutkie "kropelki" monomeru (dicyklopentadienu) i jeszcze mniejsze krople katalizatora (tzw. katalizatora Grubba zawierającego atom rzadkiego metalu - rutenu). Kiedy plastik pęka, monomer z tych miniaturowych kapsułek wycieka, natyka się na uwolniony katalizator i na nowo rozpoczyna się proces polimeryzacji. Plastik po chwili jest sklejony. Naukowcy oceniają, że po 48 godzinach od pęknięcia materiał jest jak nowy - jego wytrzymałość sięga trzech czwartych poprzedniej wytrzymałości.
- Nasze odkrycie może mieć niezliczoną liczbę zastosowań - pisze Scott White w najnowszym "Nature". - To mnie nawet trochę powstrzymuje, bo trudno zdecydować, w którą stronę poprowadzić teraz badania - żartował White w wypowiedzi dla agencji AP.
Naukowcy sądzą, że nowe plastiki pojawią się na rynku nie wcześniej niż za trzy do pięciu lat. - Na razie plastik tego rodzaju jest zbyt wrażliwy na działanie wysokiej temperatury, a czas "gojenia się" jest trochę za długi. Potrzeba jeszcze kilku lat badań, by to zmienić - pisze w "Nature" Richard P. Wool z uniwersytetu stanu Delaware. Jego zdaniem jest to jednak niezwykle obiecujący materiał przyszłości. - Taki materiał mógłby znaleźć zastosowanie wszędzie tam, gdzie ciężko jest dotrzeć, by wymienić wadliwy element, np. w Kosmosie. Można z niego robić również implanty - uważa Wool.
Źródło - http://www.nature.com
Marcin Jamkowski
