Американские ученые из University of Illinois представили новый полимерный материал, который способен самостоятельно залечиваться после повреждения. Механизм самоисцеления основан на трехмерной сети сосудов, заполненных восстанавливающим составом. Раньше в подобных материалах использовались капсулы с залечивающим агентом, которые опустошались при первом же повреждении оболочки. А новая система подачи агента может многократно залечивать одно и то же место.
Поверхность материала после самозалечивания (метка 5 мм). Методом direct-write assembly в образце эпоксидной смолы были созданы ортогональные канальцы диаметром 200 мкм – структура создавалась послойно из смолы и специальных чернил, которые в последствии были удалены при нагревании. Канальцы были заполнены маловязким мономером, на всю поверхность образца был нанесен слой смолы, а на него – частицы катализатора.
После повреждения мономер вытекает на поверхность под действием капиллярных сил и при контакте с катализатором полимеризуется, затягивая края трещин и восстанавливая целостность поверхности. Процесс повторяется и при последующих повреждениях.
Система капилляров в коже человека.
Как часто случается, исследователей вдохновили живые организмы, которые зачастую имеют сложные системы каналов для доставки различных веществ. Самозалечивающиеся материалы могут быть широко востребованы в приложениях, требующих серьезных условий безопасности эксплуатации, например, в авиации. А способность многократного восстановления повреждений значительно снижает возможные риски.
Система микроканалов и трещины на поверхности (метка 0.5 мм)
Нанотехнологическое сообщество "Нанометр"