ახალი მიღწევები პოლიურეთანის მასალებში ულტრა სწრაფი შეკეთებისთვის

„თეთრი დაბინძურების“ შემსუბუქების ერთ-ერთი საშუალებაა პოლიმერული მასალების შემუშავება თვითშეხორცების უნარით, რათა დაზიანებულმა მასალებმა ეფექტურად შეძლონ თვითგანკურნება და რეგენერაცია. თუმცა, ძნელია მინის პოლიმერების თვითშეკეთება ოთახის ტემპერატურაზე, მოლეკულური დაწყობის მაღალი სიმკვრივისა და მოლეკულური ჯაჭვის მოძრაობის გაყინული ქსელის გამო. მიუხედავად იმისა, რომ ბოლო წლებში მინის თვითშემხორცებელ პოლიმერულ მასალებში მიღწეულია გარღვევა, დაბალი მექანიკური თვისებები, რთული შეკეთების მეთოდები და ხანგრძლივი შეკეთების დრო ართულებს მის პრაქტიკულად გამოყენებას. ამიტომ, მაღალი ხარისხის პოლიმერული მასალების შემუშავება, რომელსაც შეუძლია სწრაფად შეკეთება მინის მდგომარეობაში, უდავოდ მთავარი გამოწვევაა.

ცოტა ხნის წინ, პროფესორ ჯინრონგ ვუს გუნდმა კოლეჯში გამოაცხადა შუშისებრი ჰიპერტოპური პოლიურეთანი (UGPU), რომელიც შეიძლება სწრაფად გარემონტდეს ოთახის ტემპერატურაზე. ამ ნაშრომში მკვლევარებმა მიიღეს პოლიურეთანის მასალები აციკლური ჰეტეროატომური ჯაჭვებით და ჰიპერტოპური სტრუქტურებით შეწყვილებული მონომერული მეთოდით რეაგირებით. ეს უნიკალური მოლეკულური სტრუქტურა აერთიანებს ჰიპერგანშტოებული პოლიმერების მაღალ მოლეკულურ მოძრაობას პოლიურეთანის მრავალ წყალბადურ ბმებთან, რათა შექმნას მაღალი სიმკვრივის წყალბადის შემაკავშირებელი ქსელი, რომელიც დაფუძნებულია შარდოვანას ბმებზე, ურეთანის ობლიგაციებზე და განშტოებული ტერმინალური ჰიდროქსილის ჯგუფებზე. UGPU-ს აქვს ჭიმვის სიმტკიცე მდე 70 მპა, შენახვის მოდული 2,5 გპა და შუშის გადასვლის ტემპერატურა, რომელიც ბევრად აღემატება ოთახის ტემპერატურას (53 ℃), რაც UGPU-ს ხისტი გამჭვირვალე მინის პლასტმასად აქცევს.

UGPU-ს აქვს შესანიშნავი თვითშეხორცების უნარი და მას შეუძლია განახორციელოს მინის თვითშეხორცება ზეწოლის ქვეშ. ამავდროულად, მკვლევარებმა დაადგინეს, რომ UGPU-ს მონაკვეთზე გამოყენებული უკიდურესად მცირე რაოდენობით წყალი მნიშვნელოვნად აჩქარებს შეკეთების სიჩქარეს. ეს არის ყველა დროის რეკორდი თვითმმართველობის სამკურნალო მასალებისთვის. უფრო მეტიც, გარემონტებულ ნიმუშს შეუძლია გაუძლოს 10 მპა-ის მცოცავ ტესტს, რაც საკმარისია სწრაფი შეკეთების და სტრუქტურული კომპონენტების დაზიანების შემდეგ გამოყენების მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად.