„Samoopravné“ plasty

Vedci sa roky snažia objaviť spôsob ako zlepšovať plasty. Nedávno americkí bádatelia oznámili, že vyrobili takzvaný „samoopravný“ druh plastu. Pomocou použitia špičkovej technológie a inšpirovaní ľudským telom vyvinuli mechanizmus samovoľného obnovovania chemického materiálu pri jeho poškodení. Vedci celého sveta sa snažia vyvíjať nové druhy plastov, kovov a ďalších „inteligentných“ materiálov, ktoré by zodpovedali moderným vedeckým poznatkom a mali by požadované vlastnosti. Experimentujú s „pamäťou“ polymérov, ktoré reagujú na zmenu teploty, čo by sa mohlo využiť napríklad pri regulovaní teploty sprchy alebo otvárania a zatvárania strešných poklopov. Vyvíjajú aj senzory, ktoré by mohli napr. zmeniť farbu horozeleckého lana v miestach jeho poškodenia alebo opotrebenia. Posledné objavy, publikované v odbornom časopise Nature, zahŕňajú mechanizmus opravy poškodeného plastu „zvnútra“, prostredníctvom kapslí naplnených živicou, ktorá automaticky vyplní prípadné trhliny a praskliny. Výsledky tejto práce by mohli byť využité v mnohých odboroch, od zvyšovania životnosti protéz až po konštrukciu odolnejších vesmírnych rakiet.

Zvyšovanie citlivosti materiálov a ich automatická oprava predstavuje vyšší bezpečnostný faktor pre všetko - od lietadiel až po zariadenia ministerstva obrany a športové vybavenie. Zloženiny polymérov, ktoré tvoria základ plastových materiálov, sa vyrábajú z vystužených vláken (sklo, uhlík, konope, juta, ľan alebo vlákno Kevlar). Ich životnosť je daná únavou materiálu. Vždy, keď surfovacia doska narazí na koralový útes alebo lietadlo vibruje pri štartovaní motorov, polymérom sa šíria malé mikroskopické trhlinky. Postupom času sa materiál oslabí natoľko, že si vyžaduje opravu alebo sa prestane používať.

Oprava sa roky robila tak, že poškodená časť sa vyrezala a nahradila záplatou. V súčasnosti sa používa ešte živica vkladaná do trhliniek v miestach poškodenia. Štandardné prístupy sú veľmi zložité a náročné na čas, vysvetľujú vedci. Pozreli sa preto na ľudské telo a určili, že akákoľvek metóda opravy polymérov musí zahŕňať dva dôležité prvky, ktoré ľudia považujú za samozrejmosť: „liečba“ musí prebiehať automaticky a na danom mieste. A tak vyvinuli akési mikroskopické kapsle s monomérmi, čo sú stavebné prvky polymérov a spoločne s kryštálikmi katalyzátora ich pridali do pôvodnej základnej zmesi. Tak bola vytvorená nová zloženina polyméru. Vedci potom na skúšku porezali nový materiál žiletkou. Pri vzniku trhlín došlo k porušeniu kapslí a k uvoľneniu monoméru, ktorý zaplavil trhliny. Po stretnutí s katalyzátorom sa aktivoval proces polymerizácie a vznikla čerstvá kaučuková výplň, ktorá namieste stvrdla. Výsledkom je, že životnosť mnohých výrobkov z polymérov môže byť teraz dvoj- až štvornásobná.

Napriek jednoduchosti tejto metódy nebude jej uvedenie do praxe ľahké. Kryštalický katalyzátor bol objavený iba nedávno a hoci mikrokapsule už nejaký čas existujú, vedci vynaložili veľké úsilie, aby fungovali správnym spôsobom. Do troch až piatich rokov by mohli vzniknúť prvé samoopravné miniatúrne elektrické obvody. Veci typu leteckých súčiastok alebo vesmírnych zariadení sú ešte vzdialenou budúcnosťou.

(kab)