- Matka Natura wspiera wszystkie rodzaje systemów biologicznych zdolnościami do regeneracji - mówi prof. Marek W. Urban z Uniwerstytetu Połudnowego Mississippi w Hattiesburgu. - Nasz nowy plastik stara się naśladować naturę. Wypuszcza czerwoną substancję sygnalizującą uszkodzenie i sam się naprawia pod wpływem światła, temperatury lub zmian pH.
Zespół badaczy pod jego kierownictwem opracował polimery, które składają się z długich łańcuchów. Te molekuły zmieniają kolor, gdy są przerwane i łatwo się naprawiają.
Profesor widzi wiele zastosowań dla swojego wynalazku. Zarysowania na błotnikach samochodowych zbudowanych z takiego materiału będą mogły się same naprawić, wystawione na intensywne światło.
A po co to efektowne "krwawienie"?
Np. w lotnictwie krytyczne elementy struktury statków powietrznych mogłyby sygnalizować uszkodzenie, zmieniając kolor na czerwony wzdłuż pęknięć i zarysowań. Inżynier mógłby wówczas zadecydować, czy wystarczy wywołanie procesów "gojenia" pod wpływem światła, czy lepiej wymienić uszkodzony element na nowy.
Plastiki, które łatwo naprawić, lub same się naprawiają, to niemal "święty Graal" chemii materiałowej. Przez długie dekady sztuczne tworzywa podbiły praktycznie wszystkie branże przemysłu, ale wadą większości z nich jest właśnie to, że uszkodzone nadają się tylko do wyrzucenia.
- Większość zainspirowanych biologią procesów samonaprawy jest dobrze poznanych na poziomie makroskopowym. My chcemy zrozumieć złożone procesy na poziomie molekularnym. Procesy, które umożliwiają stworzenie materiałów odpowiadających na jakiś bodziec, a w szczególności - tych, które potrafią się same naprawić - wyjaśnia prof. Urban magazynowi Next. - Właśnie po to studiujemy i modelujemy chemikalia, które są zainspirowane żywymi organizmami, żeby móc zastosować takie sztuczki w naszych polimerach.
Wśród samonaprawiających się polimerów, plastik prof. Urbana wyróżnia się tym, że może wielokrotnie przechodzić ten proces. Tworzywo jest też ekologiczne i nie wymaga toksycznych substancji w procesie produkcyjnym.
Naukowcy z Mississippi widzą też wiele zastosowań w przemyśle zbrojeniowym. Amerykański departament obrony sfinansował zresztą te badania. I raczej nie chodzi o krwawiące drony.
Rys. Prof. Marek W. Urban, Ph.D. / usm.edu
