Kendini Onarabilen Polimerik Malzemeler, Elektronik ve Tıp Dünyasını Şekillendiriyor. Marvel Üniversitesinde araştırmacılar, elektronik cihazlarda ve kendilerini onarabilecek yumuşak robotik ürünlere yönelikkendini iyileştirici polimerik malzeme geliştirdiklerini bildiriyorlar. Malzeme esneyebilir ve şeffaftır, iyonları akım üretmek üzere iletir ve bir gün kırık akıllı telefonunuzun tekrar bir araya gelmesine yardımcı olabilir. Araştırmacılar, 253. Ulusal Kimya Topluluğunun (ACS) Ulusal Toplantısı ve Fuarında çalışmalarını sundu.
Chao Wang, “Gençliğimde, benim idolüm X-Men’deki Wolverine’di”. “Dünyayı kurtarabilir, ancak kendisini iyileştirebilirdi, çünkü kendini iyileştiren bir malzeme iki parçaya ayrıldığında, hiçbir şey olmamış gibi geri dönebilir, tıpkı insan derisi gibi. Kendini iyileştirici lityum iyon batarya sayesinde cep telefonunuzu düşürdüğünüzde kendini tamir edebilir ve çok daha uzun süre kullanabilirsiniz. ”
Kendi kendini tamir etmenin anahtarı kimyasal bağlanmadır. Wang, malzemelerde iki tür bağ bulunduğunu açıklıyor. Kuvvetli olan ve kırıldıktan sonra kolaylıkla bir araya getirilemeyen kovalent bağlar ve daha zayıf ve dinamik olan kovalent olmayan bağlar. Örneğin, su moleküllerini birbirine bağlayan hidrojen bağları kovalent değildir, suyun akışkan özelliklerini ortaya çıkarmak için bağlar sürekli kırılır ve tekrar bir araya gelir. Wang, “Kendiliğinden iyileşen polimerlerin çoğu, hidrojen bağları veya metal-ligand koordinasyonunu oluşturmaktadır, ancak bunlar iyonik iletkenler için uygun değildir” diyor.
Wang’ın Kaliforniya Üniversitesi’ndeki ekibi, bunun yerine iyon-dipol etkileşimi adı verilen, yüklü iyonlar ve polar molekülleri arasındaki bir kuvvet olan farklı bir kovalent olmayan bağa yöneldi. Wang, “Kendiliğinden iyileşen bir polimer tasarlamak için iyon-dipol etkileşimleri hiç kullanılmadı, ancak iyonik iletkenler için özellikle uygun oldukları ortaya çıktı.” Malzemenin geliştirilmesinde anahtar tasarım fikri polar, gerilebilir bir polimer, poli (viniliden florür-ko-hekzafluoropropilen), artı bir mobil faz olarak, iyonik tuz kullanmaktı. Polimer zincirleri, polimerdeki polar gruplar ile iyonik tuz arasındaki iyon-dipol etkileşimleri yoluyla birbirine bağlıdır.
Ortaya çıkan malzeme normal boyutunun 50 katına kadar gerilebilir. İki parçaya ayrıldıktan sonra, malzeme otomatik olarak bir gün içinde kendisini tamamen yenileyebilir.
Bir test olarak, araştırmacılar iyonik iletkenin iki tabakası arasında iletken olmayan bir zar yerleştirerek bir “suni kas” oluşturdu. Yeni malzeme, bu yapay kaslara hareketi getiren, elektrik sinyallerine tepki verdi, çünkü biyolojik kaslar elektrik sinyallerine karşı benzer şekilde hareket etti.
Bir sonraki adım için, araştırmacılar, maddenin özelliklerini iyileştirmek için polimer çeşitlerini değiştirmeye çalışıyorlar. Örneğin, malzemeyi yüksek rutubet gibi sert koşullarda test ediyorlar. Wang, “Önceki kendini iyileştirici polimerler yüksek nemde iyi çalışmadı,” diyor. Su mekanik özellikleri değiştirebilir. Şu anda, bu materyallerin gerçekte uygulamaları için hazır hale getirilmesi için polimer içindeki kovalent bağları değiştiriyoruz. ”
Kaynak : Sciencedaily