Новости химической науки > Самозалечивающийся полимер

Исследователи из США разработали полимерный материал, способный к самозалечиванию после повреждения. Свойство самозалечивания основано на сетке сосудов, в какой-то степени похожих на кровяные капилляры, переносящих «лекарство» к поврежденным областям материала.

В отличие от предыдущих полимеров, способных к самолечению, новая система может многократно «залечивать» одно и то же поврежденное место. Прежние образцы самозалечивающихся полимеров функционировали за счет капсул с «залечивающим агентом», опустошавшихся после первого же использования.

Слева: поперечный срез самозалещивающийся поверхности, показано, как она разрушается, инициируя раскрытие микроканалов на границе раздела (масштаб = 0.5 мм). Справа: Самозалечивающаяся структура после образования трещин в покрытии. Показано наличие избыточного количества лечащей жидкости на поверхности покрытия ( масштаб = 5 мм) (© Nature)

Исследовательская группа Нэнси Соттос (Nancy Sottos) из Университета Иллинойса использовала методику непосредственного формирования рисунка (direct write) для создания эпоксидной смолы, в которой внедрена система взаимосвязанных горизонтальных и вертикальных микроканалов с диаметром 200 мкм. Микроканалы заполнены «лечащим агентом» – мономерным бис-циклопентадиеном, обладающим низкой вязкостью. Слой твердой эпоксидной смолы был отложен на поверхность пронизанного микроканалами субстрата. В покрытие полимерного композита был внедрен бензилиден-бис(трициклогексилфосфин)дихлоррутений (катализатор Граббса)

После повреждения поверхности «лечащий агент» просачивается к месту повреждения по системе микроканалов под действием капиллярных сил. В месте разлома бис-циклопентадиен контактирует с частицами катализатора, что инициирует полимеризацию что, соответственно, автономно связывает края разрыва, восстанавливая структурную целостность покрытия. При повторном появлении трещины в поверхности весь цикл «лечения полимера» повторяется.

Исследователи из Иллинойса сравнивают разработанную ими систему с системой «самолечения» биологических объектов. Они отмечают, что устранение повреждений в биологических системах также реализуется за счет распространяющейся повсюду сети сосудов, снабжающих поврежденную биологическую ткань всеми необходимыми биологическими компонентами.

Источник: Nat. Mater., 2007, web advanced publish

метки статьи: #биохимия, #кинетика и катализ, #новые материалы, #химия полимеров