مادة مذهلة تصلح نفسها بنفسها

طوكيو – كشف باحثون يابانيون النقاب عن نوع جديد من البوليمر بخصائص ميكانيكية مذهلة تتيح له ترميم نفسه في دقائق بعد التعرض لاضرار كبيرة.

وقال معهد ريكن المشرف على الدراسة في منشور على موقعه أن المادة المطورة عبارة عن بوليمر ثلاثي المركبات، أنتجه الباحثون باستخدام عملية تفاعلية متقدمة لدمج مركبات كيميائية معاً لتكوين مركب آخر.

والعملية التفاعلية قابلة للتحكم بواسطة عامل محفز من معدن سكانديوم، حيث تجمع بين أنواع من المركبات العضوية التي تسمى ”الأولفين“ لتشكيل مادة بوليمر جديدة.

والبوليمرات عبارة عن مركبات كيميائية تتكون من جزئيات متكررة، وتوجد في الطبيعة في بنية النباتات والتربة والكائنات الحية وغيرها.

كما ويمكن تصنيعها، حيث تعتبر البوليمرات الصناعية أساسية في الصناعات اليومية مثل الآلات والأجهزة الإلكترونية والأدوات الطبية، وفي مواد البناء وغيرها من القطاعات الصناعية.

ويظهر البوليمر الثلاثي المركبات المطور أداءً ميكانيكيًا وشفاءً ذاتيًا غير مسبوق، فقبل أن ينكسر يمكن أن يتمدد إلى أكثر من نحو 14 مرة من طوله الأصلي.

وعندما يتم تقطيعه إلى قسمين، يعمل على إعادة ربط جزئياته ذاتياً في غضون 5 دقائق، ويستعيد 99 بالمئة من صلابته، و 97 بالمئة من قابليته للتمدد.

ويعود الأداء الاستثنائي للبوليمر المطور إلى التصميم الفريد في هيكله الجزيئي، حيث تتكون جزيئاته من ثلاثة أقسام، والتي تتمتع كل منها بخصائص فيزيائية مختلفة تمامًا.

ويتكون البوليمر الجديد من شبكة نانوية ثلاثية الأبعاد، تشكل مصفوفات عالية المرونة، والتي تضم داخلها جزئيات صلبة تعمل على إعادة تجميع نفسها بسرعة بعد تعرضها للقطع، وبالتالي تعالج ذاتيًا أي ضرر تواجهه.

وكشف الباحثون أن محفز السكانديوم يمكنه توفير العديد من العمليات التفاعلية الكيميائية لتطوير أنواع جديدة من البوليمرات الذاتية الشفاء مع وظائف إضافية جديدة، وذلك عن طريق التحكم في إعادة تصميم بنيتها المجهرية.