Целых три команды исследователей — из швейцарского и американского университетов и одной полусекретной лаборатории американской армии — создали материал-мечту: он способен к самозаживлению. Даже от очень глубокой царапины и следа не останется.
Подавляющее большинство пластмасс, окружающих человека, устроены одинаково, а именно: это длинная-предлинная молекула (полимер), образованная цепочкой одинаковых небольших молекул (мономеров), связанных ковалентной связью. Совершенно другое дело — пластик, который изобрели три группы материаловедов: из Фрибурского университета (Швейцария) под руководством Кристофа Ведера; из Университета Кейса и Западных территорий (штат Огайо) — под руководством Стюарта Роуэна; и из Научной лаборатории армии США в составе Испытательного полигона в Абердине (штат Мериленд) — под руководством секретного ученого Рика Бейера.
Этот материал состоит из относительно коротких молекул с вкраплениями ионов металлов — цинка и лантана. Ионы и организуют полимерную структуру — служат молекулярным клеем.
Кристоф Ведер
Фото: Adolphe Merkle Institute
Чтобы зарастить царапину, нужно коротко воздействовать на металлопластик ультрафиолетовым светом. Ионы металлов поглощают энергию этого света, нагреваются и перестают связывать относительно короткие молекулы; материал в месте воздействия ультрафиолета становится жидкостью и растекается, заживляя царапину. Через короткое время возбужденные светом ионы металлов успокаиваются и снова связывают молекулы между собой. Пластик возвращается в прежнее состояние.
Теоретически такое самозаживление может произойти сколько угодно раз!
Скептики (их немало) признают, что швейцарско-американский пластик — прорыв в материаловедении, но говорят, что область его применения узка или, точнее сказать, тонка, порядка 500 микрометров: только пленки или покрытия, сквозь которые можно пропустить ультрафиолетовый луч. Но исследователи отвечают им: можно интегрировать в пластик оптическое нановолокно и пускать ультрафиолет через него, и тогда толщина самозаживляющегося материала может быть почти любой.
Наш пластик решительно изменит повседневную жизнь
Мы еще далеки от коммерческой эксплуатации этой идеи. Это вроде того, как у нас в Женеве на автосалоне показывают будущие модели: вот как круто будет! Иногда эта крутость доходит до конвейера, а иногда и не доходит. Но, по-моему, химия, которая использована для производства нашего пластика, довольно простая, не экзотическая, так что можно ожидать умеренных цен в производстве. И она безопасна. А сфера использования нашего материала — почти любая, оглянитесь вокруг себя: пленки, краски, лаки, солнечные очки, текстиль даже; на транспорте, в быту, в упаковках, в строительстве... Наш пластик решительно изменит повседневную жизнь, потому что привычные предметы будут служить людям гораздо дольше! Но я еще раз скажу: пока это только концепт.
У нас есть и конкуренты. Ближе всего к коммерческой эксплуатации — следующая идея. Представьте жидкий мономер в микрокапсулах, равномерно распределенных по всему полимеру. При повреждении его повреждаются и микрокапсулы, мономер вытекает, заполняет повреждение и — полимеризуется.