Пластик может превращаться из растяжимого и гибкого в жесткий и твердый, и обратно
Дрейфуя в море, находясь в изоляции на космической станции или застряв в зоне боевых действий, инженеры, пытающиеся создать новое или отремонтировать что-то, часто ограничены имеющимися в их распоряжении материалами. Но что, если бы у них был один-единственный полимер, который можно было бы превратить во что угодно - от резиновой ленты или простой замазки до гибкого листа пластика или жесткого, формованного устройства?
Исследователи из "University of Chicago’s Pritzker School of Molecular Engineering" разработали такой материал, который они назвали "плюрипотентным пластиком". Подобно плюрипотентным стволовым клеткам, которые могут дать начало любому типу взрослых клеток в человеческом организме, их пластик, описанный в журнале Science, может принимать множество конечных форм.
"Мы считаем, что это первый пример синтетического материала, который демонстрирует плюрипотентное поведение", - говорит Стюарт Роуэн, профессор молекулярной инженерии, инноваций и предпринимательства Барри Л. Маклин и старший автор новой работы. "Мы считаем, что это открывает путь к иному подходу к разработке материалов".
Обратимый пластик
Над созданием нового материала Роуэн работал вместе с доцентом ПМЭ Шраешем Пателем, аспирантом Николасом Бойнтоном и коллегами из "Argonne National Laboratory", Исследовательской лаборатории армии США, НАСА и Национального института стандартов и технологий (NIST).
Плюрипотентный материал состоит из полимеров, содержащих "динамические ковалентные связи", которые могут разрушаться и вновь образовываться. Нагревание материала только до низких температур (около 140° по Фаренгейту, или 60 °C) позволяет образовывать больше связей, в результате чего при комнатной температуре получаются жесткие, высокопрочные материалы. Их можно использовать, в частности, для изготовления пластиковой посуды.
Однако нагрев до более высоких температур (около 230°F/110 °C) приводит к образованию меньшего количества связей и, в свою очередь, к получению более мягкого, растяжимого материала, который может быть использован, например, в качестве чувствительного к давлению клея.