Noua familie de materiale versatile ar putea construi proteze realiste, platforme futuriste ale armatei
Cercetătorii au dezvoltat o nouă familie de polimeri care se pot autovindeca, au memorie de formă și sunt reciclabili
Planul naturii pentru membrul uman este o structură atent stratificată, cu os rigid înfășurat în straturi de diferite țesuturi moi, cum ar fi mușchiul și pielea, toate legate între ele perfect. Realizarea acestui tip de sofisticare folosind materiale sintetice pentru a construi piese robotice de inspirație biologică sau mașini complexe multicomponente a fost o provocare tehnică.
Prin modificarea chimiei unui singur polimer, cercetătorii de la Universitatea Texas A&M și SUA Comandamentul de dezvoltare a capacităților de combatere a armatei Laboratorul de cercetare al armatei a creat o întreagă familie de materiale sintetice care variază ca textură de la ultra-moale la extrem de rigid. Cercetătorii au spus că materialele lor sunt imprimabile 3D, auto-vindecabile, reciclabile și aderă în mod natural unul la altul în aer sau sub apă.
Descoperirile lor sunt detaliate în numărul din mai al revistei Advanced Functional Materials.
„Am realizat un grup interesant de materiale ale căror proprietăți pot fi reglate fin pentru a obține fie moliciunea cauciucului, fie rezistența materialelor plastice purtătoare”, a spus Dr. Svetlana Sukhishvili, profesor la Departamentul de Știința și Ingineria Materialelor și autor corespunzător al studiului. „Celelalte caracteristici dezirabile ale acestora, cum ar fi imprimabilitatea 3D și capacitatea de a se autovindeca în câteva secunde, le fac potrivite nu numai pentru proteze mai realiste și robotică moale, ci și ideale pentru aplicații militare largi, cum ar fi platforme agile pentru vehicule aeriene și auto-futuriste vindecarea aripilor avioanelor. "
Polimerii sintetici sunt compuși din șiruri lungi de motive moleculare repetate, precum margele pe un lanț. În polimerii elastomeri sau elastomeri, aceste lanțuri lungi sunt ușor reticulate, oferind materialelor o calitate cauciucată. Cu toate acestea, aceste legături încrucișate pot fi folosite și pentru a face elastomerii mai rigizi prin creșterea numărului de legături încrucișate.
Deși studiile anterioare au manipulat densitatea legăturilor încrucișate pentru a face elastomerii mai rigizi, modificarea rezultată a rezistenței mecanice a fost în general permanentă.
„Legăturile încrucișate sunt ca cusăturile într-o bucată de pânză, cu cât aveți mai multe cusături, cu atât materialul devine mai rigid și invers”, a spus Sukhishvili. „Dar, în loc să avem aceste„ cusături ”permanente, am dorit să realizăm o reticulare dinamică și reversibilă, astfel încât să putem crea materiale reciclabile.”