ارتش آمریکا یک پلیمر خودترمیم با قابلیت‌هایی شگفت‌انگیز ساخته است + ویدیو

پلیمر خودترمیم محصولی شگفت‌انگیز ساخت دانشمندان ارتش آمریکا با همکاری نوابغ دانشگاهی در تگزاس بوده که در کنار داشتن حافظه و توانایی ترمیم خود به خودی، قابل بازیافت است!

دانشمندان یکی از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی ارتش آمریکا به همراه دانشگاه ای اند ام تگزاس موفق به ساخت یک پلیمر خودترمیم با ویژگی‌هایی حیرت‌انگیز و منحصر به فرد شده‌اند. در بررسی این خبر با گجت نیوز همراه باشید.

در ابتدا بگذارید کمی با مواد خودترمیم (self-healing) آشنا شویم؛ همان‌طور که می‌توان از نام این محصولات حدس زد، در صورت جدا شدن مولکول‌ها و پیوندهای شیمیایی، این مواد می‌توانند بدون دخالت عوامل خارجی به صورت خودکار ترمیم شده و مجددا پیوندهای خود را برقرار کنند.

شاید شما هم در فیلم‌های علمی تخیلی نمونه‌هایی از این مواد را دیده باشید که با وجود ضربات و پارگی‌های مختلف، مجددا به شکل اولیه خود برمی‌گردند. در همین رابطه، دانشمندان دانشگاهی در تگزاس به همراه محققان یکی از آزمایشگاه‌های ارتش ایالات متحده توانسته‌اند خانواده جدیدی از مواد مصنوعی را در رنج گسترده‌ای از بافت‌ها، از سخت گرفته تا نرم، بسازند. این پلیمر خودترمیم از دست‌کاری کردن ترکیب شیمیایی یک پلیمر واحد به وجود آمده است.

ساخت پلیمر خودترمیم

نتیجه تلاش‌های دانشمندان مورد نظر ساخت پلیمری بوده که در کنار برخورداری از قابلیت پرینت شدن در پرینترهای سه بعدی، می‌تواند در هوا و زیر آب به صورت خودکار ترمیم شود و همچنین مواد به کار رفته در آن هم قابل بازیافت هستند. همان‌طور که گفته شد، این امکان وجود دارد که ترکیبات به کار رفته را به موادی فوق‌العاده نرم، محصولاتی قدرتمند و سخت و یا هر ماده‌ای بین این دو میزان سختی تبدیل کرد.

زمان لازم برای خودترمیمی این پلیمر در حد چند ثانیه بوده و به علاوه، امکان ساخت محصولات مختلف با استفاده از پرینتر سه بعدی به تولید کنندگان این قابلیت را می‌دهد که در اوج سادگی، قطعات و محصولاتی پیچیده را به کمک این پلیمر خودترمیم بسازند. محصولاتی مانند اعضای مصنوعی بدن، پره‌های تخریب ناپذیر هلیکوپتر، ربات‌های نرم یا سخت و تعداد زیادی محصول دیگر که تنها به میزان خلاقیت و مهارت سازندگان محدود خواهند بود.

البته همان‌طور که می‌دانیم، در اکثر مواقع کاربردهای نظامی اولین زمینه استفاده از تازه‌ترین تکنولوژی‌ها هستند و برای این پلیمر هم کاربردهای زیادی در ارتش ایالات متحده در نظر گرفته شده است.

پلیمرهای مصنوعی به صورت کلی از رشته‌هایی که مانند حلقه‌های زنجیر به هم متصل هستند، تشکیل شده‌اند. این رشته‌ها از طریق مولکول‌های دیگر به هم وصل می‌شوند و هرچه میزان اتصالات بین رشته‌ها بیشتر باشد، قدرت ماده مورد نظر هم بیشتر خواهد بود؛ بنابراین محققان ای اند ام و ارتش ایالات متحده می‌توانند به راحتی با دست‌کاری کردن پیوند بین رشته‌های مورد نظر، سختی‌های متفاوتی به محصولات خود بدهند.

ویدیو دانشگاه تگزاس در مورد پلیمر مصنوعی اخیر

 

محققان می‌گویند که سخت‌ترین پلیمر خودترمیم ساخته شده با استفاده از دست‌کاری پیوند بین‌رشته‌ای پلیمرها حدودا هزار برابر از نرم‌ترین ماده ساخته شده به این روش، محکم‌تر و مقاوم‌تر بوده است.

اما فرآیند موجود برای ایجاد قابلیت خودترمیمی در این پلیمرها به وجود دو نوع مولکول با نام‌های فوران (furan) و مالئیمید (maleimide) مربوط می‌شود. این دو مولکول می‌توانند بسته به دمای محیط، اتصال بین رشته‌های پلیمر را پاره کرده و یا اتصالات جدیدی به وجود بیاورند. در دماهای بالا اتصالات مورد نظر پاره شده و ماده ساخته شده نرم می‌شود و با پایین آمدن دما این اتصالات مستحکم می‌شوند و ماده سخت می‌شود.

دانشمندان دانشگاه ای اند ام و آزمایشگاه ارتش ایالات متحده قصد دارند تا در مراحل بعدی، تحقیقات بیشتری برای شدت بخشیدن به قابلیت‌های منحصر به فرد این پلیمر خودترمیم انجام دهند. به عنوان مثال می‌توان سرعت ترمیم پیوندها را بیشتر کرد، استحکام پیوندها را افزایش داد و یا روشی ابداع کرد که همانند فیلم‌های علمی تخیلی بتوان وسایلی غیر قابل تخریب و جاودانه را با این پلیمر ساخت.