Finansowany ze środków UE zespół badawczy opracowuje nowe materiały plastikowe, które mają zdolność do spontanicznej samonaprawy, podobnie jak żywe organizmy. Materiały te będą miały istotne implikacje dla poprawy trwałości pojazdów oraz budowy bezpiecznych i wytrzymalszych dróg.
Elastomery są zbudowane z polimerów połączonych wiązaniami chemicznymi,
tworzącymi usieciowioną strukturę. W ramach finansowanego ze środków UE
projektu "Self healing innovative elastomers for dynamic seals, damping
and noise reduction" (
SHINE)
naukowcy pracują nad stworzeniem nowej generacji samonaprawiających się
elastomerów o właściwościach mechanicznych porównywalnych z
elastomerami konwencjonalnymi. Nowe materiały opracowane w projekcie
SHINE będą mogły samodzielnie się naprawiać wiele razy, odzyskując ponad
60% pierwotnych właściwości.
Strategia syntezy samonaprawiających się elastomerów polega na wprowadzeniu odwracalnych wiązań chemicznych — kowalencyjnych lub jonowych — do materiału. Kiedy materiał jest usieciowany dynamicznymi wiązaniami chemicznymi, znajdują się one w stałej wymianie, dzięki czemu naprawiają ewentualne uszkodzenia bez konieczności stosowania środka zewnętrznego.
Dotychczas naukowcy wyprodukowali różne próbne elastomery w warunkach laboratoryjnych. Są to między innymi elastomery supramolekularne oparte na samonaprawiającej się żywicy epoksydowej, samonaprawiające się elastomery termoutwardzalne z odwracalnymi usieciowanymi wiązaniami kowalencyjnymi, samonaprawiające się nanocząsteczki oraz samonaprawiające się kompozyty nanocząsteczkowo-polimerowe. Wyprodukowano też samonaprawiające się elastomery jonomerowe oraz deuterowane polimery do eksperymentów związanych z rozpraszaniem neutronów.
Nowe materiały cechujące się też mniejszymi potrzebami w zakresie konserwacji oraz niższymi kosztami energii mogłyby znaleźć zastosowanie w wielu dziedzinach. Można jest wykorzystać na przykład w uszczelkach do turbin wiatrowych i innych maszyn, w tym pojazdów, w systemach ograniczania drgań i hałasu generowanego przez drogi i mosty oraz w nowych rodzajach mieszanek asfaltowych.
Oprócz opracowania nowych samonaprawiających się elastomerów przygotowane zostaną metody do odpowiedniej analizy tych metod, dotyczącej ich zastosowań. Będą one ważne dla uzasadnienia i kwantyfikacji działania nowych materiałów i ich potencjalnego wykorzystania.
poleca:
