Американские ученые из Технологического института Джорджии разработали материал, подходящий для изготовления небольших планеров с жестким крылом или парашютной ткани, которые самоуничтожатся по завершению миссии. Также из него можно создавать электронные датчики, не оставляющие следов после использования. Об этом говорится в пресс-релизе, опубликованном на Phys.org.
Отметим, что у каждого полимера имеется своя предельная температура, выше которой он стремится распасться на звенья-мономеры. У привычных нам бытовых полимеров она достаточно высока и не достигается в обычных условиях, кроме того, деполимеризация у таких полимеров развивается крайне медленно. По этой причине авторы новой работы обратились к циклическим полимерам, которые отличаются как низкой предельной температурой, так и способностью запускать процесс быстрого самоуничтожения при разрушении всего одной ковалентной связи.
Работы над подобными материалами ведутся достаточно давно, однако до сих пор полученные полимеры оставались нестабильны даже при комнатной температуре. Американским ученым удалось создать достаточно устойчивый циклический полимер, а также наладить его синтез из недорогих альдегидов.
«Этот материал — не из тех, что распадаются медленно, годами, подобно обычному биоразлагаемому пластику, — объясняют авторы работы. — Циклический полимер исчезает, испаряясь либо превращаясь в жидкость, моментально, стоит вам запустить механизм деградации».
В качестве активатора механизма деградации исследователи решили использовать свет. Для этого в материал был внедрен светочувствительный катализатор, реагирующий на ультрафиолет. В результате объект, созданный из циклического полимера, оставался невредимым в комнате, но начинал быстро разлагаться, будучи вынесенным на солнце. Помимо этого, экспериментируя с различными фотокатализаторами, авторы научились контролировать процесс разложения, «включая» его в ответ на ту или иную длину волны излучения. Наконец, используя различные сополимеры, химики также научились задерживать деградацию на несколько часов, которые могут быть необходимы для выполнения миссии, и вносить изменения в свойства материала, не затрагивая его способность к самоуничтожению.
По словам исследователей, сценариев применения данной технологии — масса. Например, ее можно использовать для изготовления небольших беспилотников-глайдеров, которые будут работать ночью и самоуничтожаться сразу с восходом солнца либо по прошествии нескольких часов с момента рассвета, или же для создания шпионских приборов, которые «исчезнут», когда «цель» войдет в комнату и включит свет. Также ученые предложили использовать циклические полимеры для производства эпоксидной смолы для временного клея, который найдут полезным строители, и для изготовления датчиков мониторинга окружающей среды, которые самоликвидируются от внутреннего источника катализации, когда соберут все необходимые данные (уточним, что в настоящее время такие датчики приходится подбирать вручную, в противном случае они могут внести свой вклад в засорение окружающей среды).
https://youtu.be/A7QXerW77I4
В дальнейших работах авторы планируют сосредоточиться на других активаторах механизма деградации, в частности, реагирующих на определенные химические вещества.
Источник: Naked Science