Дырки в резине затянутся сами

Создан полимер, способный восстанавливать повреждения при обычных условиях

Brand X / East News
Учёные пророчат бытовую революцию. Они создали новый тип резины, способный самостоятельно склеиваться в месте разрыва. Её не надо ни нагревать, ни смазывать клеем, а восстановленный материал так же эластичен, как исходный, растягиваясь в пять раз.

Ученые разработали самовосстанавливающийся полимерный материал, который не только полностью устраняет место слома или разрыва, но и возвращает себе свои первоначальные механические свойства. Новинка может найти самое широкое применение как в сфере индустриальных приложений, так и в быту.

Автором новой разработки является Людвик Либлер, специалист в области полимерных материалов из Высшего химического колледжа в Париже. Его полимер может восстанавливать поврежденные участки без дополнительного нагревания или приложения физической силы. Статья об удивительном материале опубликована в последнем номере Nature.

Все, что нужно сделать, – это соединить разорванные или сломанные участки полимера вместе и немного сжать.

Как отмечает сам автор разработки, трудно охватить весь спектр приложений данного материала, так он может быть использован для производства бесшовной обуви, самостоятельно «ремонтирующей» дырки, для производства ремней передач, для различных бытовых изделий из резины и так далее. Кроме того, он заметил, что внедрение этого материла может привести к разработке принципиально новых продуктов и привел пример резинового пакета, который может быть разорван для того, чтобы положить в него вещи или достать, а потом снова «сшит», так что вы сможете не опасаться, что в процессе транспортировки из него что-нибудь вывалится. Так что замки-молнии могут в скором времени отправиться на заслуженную пенсию.

Для получения нового материала Либлеру потребовалось изменить природу химической связи между молекулами полимера. Известно, что обычные полимеры, уже давно используемые человеком, образованы переплетением чрезвычайно длинных молекул, которые образуют трехмерную структуру связей. Эти связи могут иметь ковалентную природу, ионную или быть слабыми водородными.

Из этих трех типов связи только слабые водородные могут быть заново восстановлены при комнатной температуре после разрыва материала. Обычные материалы, как правило, содержат минимальное количество водородных связей, а потому не могут восстанавливать поврежденные участки без приложения больших усилий и значительного повышения температуры.

Леблер попросту решил отказаться от всех иных типов связи между полимерными молекулами в материале, кроме водородных, а также прибег к использованию более коротких исходных молекул.

Новый материал синтезирован французами из жирных кислот и мочевины, более известной отечественному потребителю под именем «карбамид». Эти материалы не представляют из себя какой либо химической экзотики и технологических изысков и являются дешевыми и доступными. Водородные связи получаются в результате взаимодействия азотосодержащих функциональных групп мочевины с карбоксильными группами жирных кислот. Этот полимер так же эластичен, как и многие другие виды резин, и может увеличиваться в размерах в 5 раз. Эластичность полимера можно пронаблюдать в этом видеоролике.

Стоит отметить, что участки разрыва не могут взаимодействать с другими поверхностями полимера и принимают участие только в восстановительном процессе. Уже через 15 минут после воссоединения материал может без опаски быть растянут вдвое, полное же восстановление свойств происходит через 18 часов. Насколько хорошо он работает, показывает другой видеоролик.

Стоит отметить, что лишенный ковалентных взаимодействий материал в некоторой степени потерял и в механических свойствах по сравнению со своими предшественниками, однако авторы проекта, профинансированного, в частности, французской резинотехнической промышленностью, намерены улучшить свойства прототипа и создать целый ряд материалов, отличающихся широкой гаммой свойств. Кто знает, может быть, вскоре воздушные шарики и изделия №2 перестанут лопаться и рваться в самый неподходящий момент.