ابتكر فريق بحثي من معهد ريكن لأبحاث علوم المواد في اليابان نوعاً جديداً من مواد البوليمر، التي يمكنها إعادة بناء جزيئاتها ذاتياً عند تعرضها للتلف، واستعادة قوتها الأصلية، وذلك في مدة زمنية قصيرة لا تتعدى 5 دقائق.
وذكر الموقع الالكتروني لمعهد ريكن، اليوم الإثنين، أن المادة المطورة عبارة عن بوليمر ثلاثي المركبات، وأنتجها الباحثون في المعهد باستخدام عملية تفاعلية متقدمة لدمج مركبات كيميائية معاً لتكوين مركب آخر.
من جهته، أوضح تشاو مينهو المؤلف الرئيس في المشروع أن العملية التفاعلية قابلة للتحكم بواسطة عامل محفز من معدن سكانديوم، حيث تجمع بين أنواع من المركبات العضوية التي تسمى "الأولفين" لتشكيل مادة بوليمر جديدة.
وأكد الباحث تشاو مينهو أن البوليمر الثلاثي المركبات المطور يظهر أداءً ميكانيكيًا وشفاءً ذاتيًا غير مسبوق، فقبل أن ينكسر يمكن أن يتمدد إلى أكثر من نحو 14 مرة من طوله الأصلي.
وعندما يتم تقطيعه إلى قسمين، يعمل على إعادة ربط جزئياته ذاتياً في غضون 5 دقائق، ويستعيد 99 % من صلابته، و 97 % من قابليته للتمدد.
ويعود الأداء الاستثنائي للبوليمر المطور إلى التصميم الفريد في هيكله الجزيئي، حيث تتكون جزيئاته من ثلاثة أقسام، والتي تتمتع كل منها بخصائص فيزيائية مختلفة تمامًا.
ويتكون البوليمر الجديد من شبكة نانوية ثلاثية الأبعاد، تشكل مصفوفات عالية المرونة، والتي تضم داخلها جزئيات صلبة تعمل على إعادة تجميع نفسها بسرعة بعد تعرضها للقطع، وبالتالي تعالج ذاتيًا أي ضرر تواجهه.
وكشف الباحثون أن محفز السكانديوم يمكنه توفير العديد من العمليات التفاعلية الكيميائية لتطوير أنواع جديدة من البوليمرات الذاتية الشفاء مع وظائف إضافية جديدة، وذلك عن طريق التحكم في إعادة تصميم بنيتها المجهرية.
يُذكر أن البوليمرات عبارة عن مركبات كيميائية تتكون من جزئيات متكررة، وتوجد في الطبيعة في بنية النباتات والتربة والكائنات الحية وغيرها.
كما ويمكن تصنيعها، حيث تعتبر البوليمرات الصناعية أساسية في الصناعات اليومية مثل الآلات والأجهزة الإلكترونية والأدوات الطبية، وفي مواد البناء وغيرها من القطاعات الصناعية.
والبوليمر هو مركب ذو وزن جزيئي مرتفع مكون من وحدات جزئية مكررة، وقد تكون هذه المواد عضوية أو غير عضوية أو عضوية معدنية، وقد تكون طبيعية أو اصطناعية في أصلها.
