Исследовали из Гарвардского колледжа инженерии и прикладных наук (SEAS) предлагают “представить шину, восстанавливающуюся после прокола”, мало того, ученые SEAS, как утверждается, разработали новый тип каучука, прочного, как натуральный, но способного затягивать проколы и повреждения.
Идея самовосстанавливающихся материалов не нова, ученые из SEAS уже создали самовосстанавливающиеся гидрогели, однако разработка подобного “сухого” материала – более сложная задача. Каучук содержит полимеры, имеющие постоянные ковалентные связи. Такие связи очень прочны, но, будучи нарушенными, они не восстанавливаются. Перед учеными SEAS встала задача создать связи, способные нарушаться и восстанавливаться обратно.
“Предыдущие исследования использовали обратимые водородные связи для соединения полимеров, но они по своей природе слабее, чем ковалентные, – заявил Ли Хэн Цай, научный сотрудник SEAS и один из авторов статьи о разработке нового типа резины, опубликованной в издании Advanced Materials. – Возник вопрос, можем ли мы создать что-то жесткое, но способное к самовосстановлению?”
Цай вместе с приглашенным профессором Цзиньжун У из университета Сычуань и канадским профессором прикладной физики Дэвидом Уайцом разработали “гибридный” каучук, имеющий ковалентные и обратимые связи. Концепция объединить эти типы связей была предложена Цаем – правда, чисто теоретически, потому что такие связи не любят смешиваться. “Они как масло и вода”, – поясняет Цай.
Поэтому исследователи разработали “молекулярный канат”, связывающий вместе эти два типа и получивший название “случайно разветвленный полимер”; он позволяет гомогенно смешивать эти типы связей в одном молекулярном составе и получать прозрачную, прочную и способную к самовосстановлению резину. При растяжении в материале появляются трещины, соединенные пучками волокон, которые перераспределяют напряжение материала и позволяют ему затем вернуться в прежнюю форму.
Гарвард уже подал заявку на патент на эту технологию и активно ищет возможности для ее коммерциализации. Такая резина, отмечают ученые, подходит для большого количества разных продуктов, в том числе автомобильных шин. (Rcc/Химия Украины и мира)