Plastik, który sam się naprawia. Wystarczy mu tylko 10 sekund

Przez lata wielu badaczy wierzyło, że przyszłością inżynierii będą materiały samoregenerujące. Ostatnio naukowcy wynaleźli RUSSE – innowacyjny rodzaj plastiku zdolny do autoregeneracji nawet w trudnych warunkach.

Najbardziej imponującą cechą tego materiału jest to, że po samoregeneracji zachowuje on swoją początkową wytrzymałość. Ta zdolność czyni go potencjalnie przydatnym do wielu zastosowań. Naukowcy wymieniają w szczególności niebezpieczne operacje podwodne.

Ten supermocny plastik nosi nazwę Rapid Underwater Self-healing Stiff Elastomer (RUSSE). Składa się on z małych kawałków elastycznego polimeru używanego w niektórych farbach, połączonych nanometrycznymi łańcuchami mocniejszego polimeru.

RUSSE został zaprojektowany na Uniwersytecie Tsinghua w Chinach przez Lili Chen i jej zespół, aby sprostać konkretnej potrzebie: "Samoregenerujące się polimery w temperaturze pokojowej mają zazwyczaj słabą stabilność pod wodą, niską wytrzymałość na utwardzanie i powolny proces utwardzania" – mówi Chen.

Naukowcy przetestowali właściwości swojego materiału, poddając go rozciąganiu, przecinaniu i uderzaniu młotkiem. Szczegóły zostały opublikowane w czasopiśmie Advanced Functional Materials.

We wczesnych testach odkryli, że materiał może rozciągnąć się o 1400 proc. bez pękania, wytrzymać nacisk 1000 razy większy niż jego własna waga bez zmiany kształtu i zregenerować się w zaledwie 10 sekund po przecięciu i ponownym złożeniu. Dzieje się tak, ponieważ cząsteczki tworzące jeden z polimerów mają ujemnie i dodatnio naładowane końcówki, które przyciągają się i spajają materiał.

Kiedy badacze przetestowali RUSSE w słonej wodzie, jego elastyczność i zdolność do samoregeneracji uległy tylko niewielkiemu pogorszeniu, a przecięte próbki odzyskały 80 proc. wytrzymałości w ciągu pięciu minut. Wyniki testów w roztworach kwaśnych i zasadowych były podobne, a próbka pozostawiona przez miesiąc w słonej wodzie zachowała swoje pierwotne właściwości.

Według Chen materiał ten może być przydatny do naprawy podwodnego sprzętu w nagłych wypadkach. "Na przykład, jeśli butle tlenowe nurka pękną niespodziewanie i przepływ gazu zostanie przerwany, nurek może umrzeć w ciągu kilku sekund" – wyjaśnia, dodając, że te sztywne, szybko naprawiające się materiały mogą odegrać ważną rolę w tych pilnych i niebezpiecznych przypadkach.