Umělá hmota se bude umět sama opravit

Američtí vědci podle International Herald Tribune oznámili, že vyrobili druh plastu, který se bude umět sám opravit. Inspirováni tím, jak se hojí lidské tělo, totiž vyvinuli proces, při kterém se poškozený chemický materiál sám obnoví. Podle odborného časopisu Nature k tomu budou sloužit speciální kapsle naplněné pryskyřicí. Ta automaticky vyplní trhliny a praskliny.
Co podle vás dokáže věda v 21. století? Napište do chatu.

Složeniny polymerů
se vyrábějí z vyztužených vláken (sklo, uhlík, konopí, juta, len
nebo vlákno Kevlar) spojených pryskyřicí jako epoxid nebo urethan.

Plasty se snadno ničí
Životnost plastových hmot je dána únavou materiálu. Pokaždé, když surfové prkno narazí na korálový útes nebo letadlo vibruje při startování motorů, polymerem se šíří malé mikroskopické trhliny. Postupem času se materiál oslabí natolik, že vyžaduje opravu nebo se věc z umělé hmoty přestane úplně používat.

Vědec: Snažili jsme se najít lepší způsob opravy
Oprava se po léta prováděla tak, že se poškozená část vyřezala a nahradila záplatou nebo se poničená místa zalepila. To bylo podle Scotta Whitea z univerzity v americkém Illinois velmi složité a náročné na čas.

"Podívali jsme se proto na lidské tělo a určili, že jakákoliv metoda opravy polymerů musí zahrnovat dva důležité prvky: léčba musí probíhat automaticky a na daném místě," vysvětluje vědec. Dodává, že bylo třeba vyvinout takovou pryskyřici, která by byla přímo součástí umělé hmoty, ale zároveň by byla aktivována pouze tam, kde jsou mikroskopické trhliny. 

Vědci se snaží za pomoci moderních technologií vyvinout nové druhy inteligentních materiálů. Experimentují například s pamětí polymerů, které reagují na změnu teploty. Toho by mohlo být využito například při regulování teploty sprchy nebo otevírání střešních vikýřů. Vyvíjejí rovněž senzory, které by mohly třeba změnit barvu horozeleckého lana v místech, kde je poškozené nebo opotřebené.

Vše opravil nový kaučuk
Whiteovi s kolegy se podařilo vyvinout jakési mikroskopické kapsle s monomery, což jsou stavební prvky polymerů. Ty přidali společně s krystalky katalyzátoru do původní směsi. Vědci poté nový materiál pořezali. Při vzniku trhlin došlo k porušení kapslí a uvolnění monomeru, který zaplavil poškozené části. Po setkání s urychlovačem reakce byl aktivován proces polymerace. Vznikla tak čerstvá kaučuková výplň, která na místě ztvrdla.

Byla to technický výzva, říká vědecký tým
Whiteovu týmu poměrně dlouho trvalo, než se mu podařilo, aby kapsle dělaly přesně to, co si vědci představovali. "Byla to technická výzva," říká White. Kapsle totiž musely být dostatečně silné, aby nebyly porušeny během procesu polymerace, ale zároveň dost prostupné na to, aby jimi mohly vzniklé trhliny proniknout a spustit tak ozdravný proces.

Nové plasty: nářadí pro sport i kosmické rakety
Podle vedoucího výzkumného týmu, by výsledky této práce mohly být využity v celé řadě oborů, od zvyšování životnosti protéz až po konstrukci odolnějších vesmírných raket. Nová metoda prý pomůže zvýšit životnost výrobků z polymeru až čtyřnásobně.

"Když budeme schopni nahrazovat materiály jako dřevo a kov, přidávat dodatečnou tvrdost a prodlužovat životnost, lidé se o to budou zajímat," soudí i chemik z univerzity v Delaware Richard Wool. "Zvyšování citlivost materiálů a jejich automatická oprava představuje podle něj vyšší bezpečnostní faktor pro vše od letadel až po zařízení ministerstva obrany a sportovní vybavení."

Illinoiští vědci odhadují, že ve spolupráci s průmyslem by do tří až pěti let mohly vzniknout první samoopravné miniaturní elektrické obvody. "Věci typu leteckých součástek nebo vesmírných zařízení jsou ještě vzdálenou budoucností," dodává Scott White.