Պոլիուրեթանային նյութերի նոր ձեռքբերումներ գերարագ վերանորոգման համար

Ինքնաբուժման ունակությամբ պոլիմերային նյութերի մշակումը, որպեսզի վնասված նյութերը կարողանան արդյունավետորեն ինքնուրույն բուժվել և վերականգնվել, «սպիտակ աղտոտումը» մեղմելու միջոցներից մեկն է։ Այնուամենայնիվ, դժվար է իրականացնել ապակե պոլիմերների սենյակային ջերմաստիճանի ինքնուրույն վերանորոգում, քանի որ մոլեկուլային կուտակման բարձր խտությունը և մոլեկուլային շղթայի շարժման սառեցված ցանցը: Թեև վերջին տարիներին հայտնագործություններ են կատարվել ապակյա ինքնաբուժվող պոլիմերային նյութերում, ցածր մեխանիկական հատկությունները, վերանորոգման բարդ մեթոդները և երկար վերանորոգման ժամանակը դժվարացնում են դրա գործնական կիրառումը: Հետևաբար, բարձր արդյունավետությամբ պոլիմերային նյութերի մշակումը, որոնք կարող են արագ վերանորոգվել ապակե վիճակում, անկասկած մեծ մարտահրավեր է:

Վերջերս Քոլեջում պրոֆեսոր Ջինրոն Վուի թիմը հայտնեց ապակե հիպերճյուղավորված պոլիուրեթանային (UGPU), որը կարող է արագ վերանորոգվել սենյակային ջերմաստիճանում: Այս աշխատանքում հետազոտողները ստացել են պոլիուրեթանային նյութեր՝ ացիկլիկ հետերոատոմային շղթաներով և հիպերճյուղավորված կառուցվածքներով՝ զուգակցված մոնոմերի մեթոդով արձագանքելով։ Այս եզակի մոլեկուլային կառուցվածքը միավորում է հիպերճյուղավորված պոլիմերների բարձր մոլեկուլային շարժունակությունը պոլիուրեթանների բազմաթիվ ջրածնային կապերի հետ՝ ձևավորելով բարձր խտության ջրածնային կապի ցանց, որը հիմնված է միզանյութերի, ուրեթանային կապերի և ճյուղավորված տերմինալ հիդրօքսիլ խմբերի վրա: UGPU-ն առաձգական ուժ ունի մինչև 70 ՄՊա, 2,5 ԳՊա պահեստավորման մոդուլ և ապակե անցման ջերմաստիճան, որը շատ ավելի բարձր է, քան սենյակի ջերմաստիճանը (53 ℃), ինչը UGPU-ն դարձնում է կոշտ թափանցիկ ապակյա պլաստիկ:

UGPU-ն ունի գերազանց ինքնաբուժման ունակություն, և այն կարող է իրականացնել ապակյա ինքնաբուժում ճնշման տակ: Միևնույն ժամանակ, հետազոտողները պարզել են, որ UGPU հատվածի վրա կիրառվող չափազանց փոքր քանակությամբ ջուրը զգալիորեն արագացրել է վերանորոգման արագությունը: Դա ինքնաբուժվող նյութերի բոլոր ժամանակների ռեկորդն է: Ավելին, վերանորոգված նմուշը կարող է դիմակայել 10 ՄՊա սողացող փորձարկմանը, ինչը բավարար է արագ վերանորոգման և կառուցվածքային բաղադրիչների վնասումից հետո շարունակական սպասարկման կիրառման պահանջները բավարարելու համար: