Ученым из Университета Южного Миссисипи удалось создать полимерный материал, способный восстанавливать повреждения (например, трещины или царапины) под действием солнечного света.
По мнению авторов разработки, описанной в журнале Science, новый материал в будущем может найти широкое применение в качестве универсального покрытия кузовов автомобилей или любых других поверхностей.
Восстановление механического повреждения занимает всего час. Ученые продемонстрировали эффективность такого подхода для восстановления царапин шириной до 10 микрон и глубиной до 50 микрон и надеются в будущем создать целый класс аналогичных материалов, способных под действием солнечного света восстанавливать даже более серьезные повреждения.
Материал представляет собой широко распространенный полимер полиуретан, молекулы которого дополнены модифицированными молекулами природного полимерного углевода хитозана, составляющего основу хитинового покрова ракообразных. Модификация этих молекул заключалась в присоединении к ним небольших органических молекул - оксетанов - циклических молекул, состоящих из трех атомов углерода и одного атома кислорода.
В случае механического повреждения такого полимера (царапины или трещины) кольцевые молекулы оксетанов разрываются и "концы" этого разрыва становятся новыми реакционными центрами. Ультрафиолетовое же излучение разрывает часть связей между полимерной цепью хитозана и полиуретана, что приводит к образованию свободных радикалов, реагирующих с реакционными "концами" разорванных оксетановых молекул.
Такая перестройка полимерных молекул и приводит к "залечиванию" небольших царапин на поверхности полимерной пленки материала. |
