Исследователи из Гарварда разработали жёсткую самовосстанавливающуюся резину
В общем-то, материалы с самовосстановляющимися свойствами отнюдь не новы — исследователи разработали самовосстанавливающиеся гидрогели, которые полагаются на универсальный растворитель — воду, чтобы восстановить обратимые связи, которые, в свою очередь, могут способствовать восстановлению материала. Однако технические процессы самовосстановления в сухих материалах, таких как резина, оказались более сложными. Это потому, что резина изготовлена из полимеров, зачастую связанных постоянными ковалентными связями. Хотя такие связи достаточно сильны, они никогда не будут снова соединяться в старом порядке, как только они будут разрушены.
Ранее учёные экспериментировали с обратимыми водородными связями для повторного соединения полимеров с образованием резины, но такие связи по своей сути всегда были слабее, чем ковалентные. Однако китайским учёным удалось разработать гибридный каучук с ковалентными и обратимыми связями.
Им удалось разработать полимерное подобие молекулярной веревки, чтобы связать оба типа связей вместе. Этот полимер, называемый случайно разветвлённым полимером, позволяет смешивать две ранее несмешивающиеся связи гомогенно в молекулярном масштабе. Поэтому им удалось создать прозрачную, жёсткую, и самовосстанавливающуюся резину.
Обычная резина имеет тенденцию к растрескиванию в определенной точке напряжения при приложении силы на растягивание. При растяжении гибридный каучук распределяет приложенные силы по всему материалу. Поскольку нет локализованной точки стресса, которая может вызвать катастрофическое разрушение, при снятии напряжения материал возвращается в исходную форму и восстанавливается.
С точки зрения материаловедения не совсем понятно, почему этот гибридный каучук проявляет такие свойства при растяжении. Для технических целей применения гибридной резины, использующей исключительное сочетание оптической прозрачности, ударной вязкости и способности к самовосстановлению, пока ещё предстоит изучить. Более того, сама концепция использования молекулярного дизайна для смешивания ковалентных и обратимых связей для создания гомогенного гибридного эластомера является довольно экзотичной. Но представляет собой интерес в плане разработки жёстких самовосстанавливающихся полимеров для практического использования.
28.08.2017 9:17
