مطلب درخواستی ......
نخستین بار، شش سال پیش ازا ین، پژوهشگران یاد شده خبر دستیابی به دانش تولید مواد خود ترمیم کننده را اعلام کردند و از آن هنگام دیگر گروههای تحقیقاتی نیز تولید موادی مشابه، از جمله پلیمرهایی را آغاز کردند که همواره خود را در صورت قرار گرفتن در معرض حرارت یا فشار مرمت میکنند. اما این نخستین بار است که مادهای اختراع میشود که میتواند خود را تا چندین بار مرمت کند، بدون آن که نیاز به دخالت خارجی باشد.
کریس بیلاوسکی، استاد شیمی دانشگاه تگزاس میگوید: ”این اختراع مانند آن است که به یک پلاستیک حیات ببخشید. هدف نهایی، تولید موادی است که خود را ترمیم کنند و این اقدام، سند شگفتآوری برای اثبات چنین مفهومی است.“
اسکاتز و همکاران او مادهی جدیدی را طراحی کردهاند که شرح آن در شمارهی اخیر نشریهی مواد طبیعت آمده و قرار است این ماده از شباهتی مانند پوست انسان برخوردار باشد. اگر لایهی خارجی محافظ پوست بریده شود، لایهی داخلی که با شبکهی متراکمی از رگهای خونی بافته شده است، ریز مواد مغذی را به قسمت بریده شده ارسال میکند تا به جریان بهبودی کمک کند. مواد خود ترمیم کننده در بردارندهی لایهای پلیمری هستند که بر روی یک لایهی فرعی پهن شدهاند که حاوی شبکهای سه بعدی از ریز کانالها است. پوشش یاد شده در بردارندهی ذرات کاتالیزوری است، در حالی که کانالها در لایهی فرعی با یک عامل بهبود دهندهی مایع پر شدهاند. برای آزمایش مواد یاد شده، پژوهشگران آن را ترمیم کردند و پوشش پلیمری را شکاف دادند. شکاف تا عمق پوشش پیش رفت و به ریز کانال زیر آن رسید. این عامل، بهبود دهنده را وادار میسازد از میان کانالها جریان یابد و شکاف را پر کند و در این جا با کاتالیزور تماس پیدا میکند و پس از حدود 10 ساعت به یک پلیمر تبدیل میشود و درون شکاف را پر میکند. این سامانه نیازی به فشار خارجی برای ارسال عامل بهبود دهنده به درون شکاف ندارد. در مقابل، مایع از طریق کانالهای بسیار باریکی مانند آب که از آوندهای ساقهی یک گیاه بالا میرود، جریان مییابد.
پژوهشگران میتوانند سطوح پلاستیکی را تا چندین بار پیش از آن که کاتالیزور به بیرون نفوذ کند و کار بهبود متوقف شود، خراش دهند یا در آن شکاف ایجاد کنند. نسل بعدی مواد خود ترمیمگر باید بتواند دفعات بیشتری خود را ترمیم کنند. استکاتز و همکاران او این ماده را به گونهای طراحی کردهاند که از یک سامانهی 2 بخشی برخوردار است، یک بخش آن عامل بهبود دهنده را تزریق میکند و بخش دیگر کاتالیزور را به درون شکاف وارد میسازد.
پژوهشگران همچنین میتوانند ظرفیت بهبودی مواد پلاستیکی را با متصل ساختن شبکهی ریز کانالها به یک مخزن بسیار کوچک افزایش دهند. اسکاتز میگوید اگر مواد عامل بهبودی یا کاتالیزور تمام شود، مخزن میتواند مواد بیشتری را به محلهای شکاف پمپاژ کند.
طرح ریز کانال این ماده میتواند راه حلی برای مسالهی افزایش دما در ریز تراشههای الکترونیکی باشد. از دیدگاه عمومی، تراشههای مدارات ریز الکترونیکی بر روی لایههایی مینشینند که برای انتقال حرارت خارج از مدار طراحی شدهاند. این تنظیمکنندههای دما محدودیتهای خاص خود را دارند. در مقابل، اسکاتز میگوید: ”شما میتوانید یک مایع خنک کننده را از طریق یک شبکه مانند یک مبدل ریز حرارت به کار گیرید.“
به گفتهی اسکاتز، پژوهشگران میتوانند همان طرح را برای دیگر ترکیبات رزینی یا کاتالیزوری به کار ببرند که میتوانند پلیمرهای مختلفی را شکل دهند. این کار، راه را برای کاربردهای بسیار دیگری باز نگه میدارد. در حالی که ممکن است سالها با تولید انبوه مواد خود ترمیمگر فاصله داشته باشیم، اما تصور این که اختراع یاد شده در پزشکی، به ویژه ساخت و کاشت اندام مصنوعی در بدن کاربرد پیدا کنند، دور از ذهن نیست. بدون تردید برای این کاربردها، به موادی خود سازگار و خود ترمیمگر نیاز خواهیم داشت. هزینهی این مواد را میتوان دست کم در مراحل آغازین محدود نگه داشت تا به ارزش واقعی برسند و کاربردهای واقعی آنها آشکار شود، برای مثال کاربردی که در عرصههای هواپیمایی و فضایی خواهند یافت.
در آینده میتوان شاهد نمونههای مختلفی از این گونه مواد بود.
thanks that's good