محققان موفق به کشف ژل خودترمیم شونده ای شدند که میتواند دنیای مواد را متحول کند. اما این ماده که ژلهای شیشهای نام دارد، چگونه بهدست آمده و چه کاربردهایی دارد؟
دانشمندان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی (NCSU) مادهای شگفتانگیز ساختهاند: ژلی که به استحکام شیشه است و تا پنج برابر طول خود کش میآید! کشف ژل خودترمیم شونده، دستاوردی جدید در زمینه مواد است و شباهتهایی به پیشرفتهای اخیر مانند شیشه خود ترمیم شونده دارد.
ژلهای شیشهای، نام ماده جدید خودترمیم شونده
محققان این ماده جدید را «ژلهای شیشهای» مینامند. این یکی از جدیدترین اختراعات بشر است که آینده درخشانی در انتظارش خواهد بود. برخلاف انتظار اولیه، هدف اصلی این تحقیق یافتن این ماده خاص نبوده است. مایکل دیکی، دانشمند مواد دانشگاه NCSU در یک کنفرانس مطبوعاتی این موضوع را تأیید کرده است.
دیکی میگوید که آنها به طور اتفاقی به این مواد جالب برخوردهاند. کشف این ژل زمانی رقم خورد که یکی از همکاران او در NCSU، مِیشیانگ وانگ، در حال آزمایش روی یونوژلها بود. یونوژلها گروهی از مواد هستند که از یک پلیمر متورم شده با مایع یونی (هدایت کننده الکتریسیته) تشکیل شدهاند.
هدف وانگ از این تحقیق، ساخت دستگاههای کشسان و پوشیدنی برای کاربردهایی مانند تجهیزات پزشکی، رباتیک و حسگرهای فشار بود. با این حال، او با تغییر در ترکیب یونوژلها، به طور غیرمنتظرهای به یک ژل خودترمیم شونده جدید دست یافت که ظاهری شبیه به پلاستیک شفاف و معمولی داشت.
این ژل جدید، خواص فوقالعادهای از خود نشان میدهد. به علاوه بر استحکام و کشسانی بالا، این ژل میتواند در صورت آسیب دیدگی، خود را ترمیم کند. این ویژگی، آن را به مادهای ایدهآل برای کاربردهای مختلف از جمله ساخت قطعات الکترونیکی، تجهیزات پزشکی و پوشیدنیهای هوشمند تبدیل میکند.
اما زمانی که محققان مشغول آزمایش روی این مواد شدند، متوجه شدند که نه تنها آن بهشدت کشسان است، بلکه سرسخت هم هست و قابلیت خودترمیمشوندگی هم دارد. از آن نقطه به بعد، محققان بهطور جدیتری کار روی این ژل را آغاز کردند.
علاوه بر این، به نظر نمیرسد این ژل با وجود داشتن ۵۰ تا ۶۰ درصد مایع، خشک شود. آزمایش روی ژلهای شیشهای همچنین نشان داد که آنها از استحکام شکست بسیار بالایی برخوردارند و حتی میتوان اجسام را به آنها چسباند. این ژل در صورت بریده شدن میتواند دوباره شکل بگیرد و حتی نوعی حافظه دارد، به این معنی که میتوان آن را تا شکل خاصی کش داد و تا زمان گرم شدن، آن شکل را حفظ میکند.
کشف خاصیت بازسازی در مواد به خصوص در مواد کشسان و ژل مانند این ژل خودترمیم شونده، تازگی ندارد؛ اما ماهیت ترکیب ژل خود ترمیم شونده است که آن را برای محققان به ویژه جذاب میکند. آنها میگویند قبل از اینکه بتوان از این ژل به طور عملی استفاده کرد، به بهینهسازی و آزمایشهای بیشتری نیاز است. سال گذشته نیز دانشمندان از یک لباس خود ترمیم شونده رونمایی کردند که میتواند آینده صنعت نساجی را تحت شعاع قرار دهد.
دانستن اینکه ممکن است سالها با کاربردی شدن این ژلهای شیشهای فاصله داشته باشیم نیز هیجانانگیز است؛ زیرا میتواند به پیشرفتهای دیگری در زمینه مواد در آینده منجر شود. لازم بهذکر است که تحقیقات روی این ماده جدید در مجله Nature منتشر شده است.