Phát hiện loại vật liệu mới tự sửa chữa

Một nhóm nghiên cứu tại trường Đại học RIKEN và Kyushu đã phát triển được loại vật liệu mới dựa vào etylen, mang một số tính chất hữu ích như tự sửa chữa và nhớ hình. Đáng chú ý, một số vật liệu có thể tự sửa chữa ngay cả trong môi trường nước hoặc dung dịch axit và kiềm. Vật liệu mới được sản xuất từ etylen dùng để tạo ra phần lớn các loại nhựa được sử dụng ngày nay.

Vật liệu có thể tự sửa chữa, đã trở thành một lĩnh vực nghiên cứu phổ biến trong thập kỷ qua và kết quả đã tạo ra rất nhiều loại vật liệu này. Tuy nhiên, hầu hết các vật liệu tự sửa chữa cho đến nay đều dựa vào những thiết kế tinh xảo, kết hợp các cơ chế hóa học vào mạng lưới polyme, như sự hình thành liên kết cộng hóa trị có thể thay đổi hoặc không, liên kết hydro hoặc tương tác ion. Do đó, chúng cần có một số kích thích bên ngoài như nhiệt độ hoặc áp suất để thúc đẩy hành động tự sửa chữa và trong hầu hết các trường hợp, vật liệu không hoạt động trong các dung dịch nước, axit hoặc kiềm vì mạng lưới hóa học không thể tồn tại trong điều kiện đó. Lý tưởng là phải tạo ra một vật liệu có đủ độ bền và tự sửa chữa trong nhiều điều kiện khác nhau.

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã sử dụng chất xúc tác từ scađi, một kim loại hiếm để tạo ra các polyme gồm các chuỗi đan xen etylen và anisylpropylen và các đoạn etylen-etylen ngắn hơn bằng cách đồng trùng hợp etylen - etylen và anisylpropylen. Loại polyolefin mới được chức năng hóa này bắt nguồn từ vật liệu dẻo nhớt - vật liệu có thể vừa đàn hồi nhưng cũng vừa thể hiện các tính chất giống như chất lỏng, cho đến các vật liệu đàn hồi dẻo dai, có thể kéo dài và trở lại hình dạng ban đầu, rồi đến cả nhựa cứng. Các vật liệu đồng trùng hợp rất dẻo dai và cũng có khả năng tự sửa chữa. Chúng có thể tự sửa chữa khi bị hỏng hóc cơ học không chỉ trong môi trường khô ráo mà cả trong nước, dung dịch axit và dung dịch kiềm, mà không cần bất cứ năng lượng hoặc kích thích bên ngoài.

Theo Zhaomin Hou, trưởng nhóm nghiên cứu, "Chúng tôi đã học hỏi được từ nghiên cứu trước đây thông tin cho thấy chất xúc tác scađi sẽ là phương thức hữu ích để tạo ra các chất đồng trùng hợp của etylen và anisylpropylen, nhưng chúng tôi đã rất ngạc nhiên bởi các tính chất đặc biệt mà loại vật liệu này thể hiện. Chúng tôi mong muốn nghiên cứu để xác định các ứng dụng cho nhiều loại màng khác nhau dễ dàng được tạo ra từ etylen và các olefin khác".

N.P.D (NASATI), theo https://phys.org/news/2019-02-scientists-elf-heals-m vật.html # jCp,