Пластмассы являются универсальными органическими материалами, которые применяются практически во всех областях. Достаточно вспомнить планшеты и смартфоны, подавляющее большинство из которых выполнены в пластиковых корпусах. Пластик легкий и недорогой. Кроме того, изделиям из него просто придать любую форму. Пластиковые корпуса в настоящее время имеют только один существенный недостаток – прочность. Большинство потребителей жалуются на трещины и сколы на корпусе после падения устройств. Разработка исследователей из университета Дьюка в США в скором времени может устранить этот недостаток.
По их словам, при определенном воздействии пластик становится прочнее. Для того чтобы сделать его прочнее, нужно внести изменения на молекулярном уровне. Созданный исследователями материал, как и обычный пластик, имеет основу из углерода, но в данном случае его атомы выстроены в форме треугольников и образовывают длинные цепочки с двумя атомами брома в одной точке. Ученые обнаружили, что такая структура преобразовывает разрушительную нагрузку деформации в связывающую энергию. Если к данным цепочкам приложить усилия, то они разрываются только с одной стороны, в то время как в других видах пластика аналогичное вмешательство приводит к полному разрушению структуры. Но это лишь первый этап трансформации. Поперечная сила разрывает треугольники на более длинные цепи и освобождает место для вхождения второй молекулы брома. Заполнить связующие места в новом типе пластика исследователи решили молекулами карбоксилата. Они позволяют соединить несколько цепей и увеличить прочность материала в местах повреждения. Такие вещества, которые реагируют на приложенную механическую силу, а не на свет или тепло, называются механофорами.
В ходе проведенных экспериментов ученым удалось выяснить, что прочность нового пластика под нагрузкой увеличивается в 200 раз по сравнению с обычным. Неуязвимость не сумел уменьшить даже специальный растворитель. При воздействии на боковой стенке контейнера, в котором находился раствор, образовался пластиковый гель.
Стоит признаться, что это не просто очередной интересный эксперимент. Универсальные механофоры наподобие этого могут совершить прорыв не только на рынке смартфонов, но и в других областях. К примеру, в медицине искусственные клапаны и протезы, изготовленные из данного материала, станут незаменимыми.
Существует большая вероятность того, что данная разработка все же выйдет за пределы стен лаборатории, но в планах исследователей создание еще более полезного материала. С целью создать ударопрочный пластик, который обладал бы одновременно такими свойствами как мягкость и гибкость, они хотят сделать процесс механического воздействия обратимым.
