Các nhà nghiên cứu tại Học Viện Công Nghệ Karlsruhe của Đức đã phát triển một vật liệu polymer tự-phục-hồi (self-healing) có thể tự vá và hồi phục hoàn toàn các đặc tính cơ học chỉ trong vài phút khi được gia nhiệt ở nhiệt độ thấp. Vật liệu này có thể được dùng để tạo ra sản phẩm bịt, lấp có khả năng tự phục hồi (để bịt răng sâu trong nha khoa, bịt các kẽ hở của đường ống trong công nghiệp…), hoặc để làm sơn chống xước, hoặc các thành phần nhựa gia cố chắc chắn hơn…
Polymer tự hồi phục là vật liệu rất có sức hấp dẫn với nền công nghiệp. Thế nhưng để tạo ra được loại polymer “lý tưởng” như vậy là vô cùng khó khăn. Đến nay, các nhà khoa học thường tiếp cận vấn đề này từ hai góc độ. Thứ nhất là sử dụng một mạng microcapsules ( các hộp vỏ siêu nhỏ) tích hợp, có chứa một chất để vá, phục hồi nào đó. Phương pháp này chỉ có thể giúp vật liệu được hồi phục trong một số lần giới hạn. Cách thứ hai là sử dụng vật liệu có thể hồi phục vô thời hạn nhờ vào việc gắn kết thông qua các phản ứng hóa học thuận nghịch. Phương pháp này sẽ cần một lượng năng lượng rất lớn để làm xúc tác.
Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Christopher Barner-Kowwollik đã tiếp cận bằng một cách khác. Họ tạo ra một mạng lưới “có thể chuyển đổi” của các sợi liên kết ngang và các hạt phân tử nhỏ, liên kết với nhau thông qua một phản ứng hóa học thuận nghịch. Tính đặc thù của vật liệu này chính là các sợi liên kết có thể bị phá vỡ thành các thành phần nhỏ hơn và sau đó lại có thể tái liên kết lại khi được gia nhiệt.
Phương pháp tiếp cận mới này có một số ưu điểm như sau: đầu tiên là quá trình “tự phục hồi” có thể diễn ra khi được đặt dưới tác động của nhiệt, ánh sáng, hoặc một chất hóa học; thứ hai, quá trình phục hồi chỉ tiêu tốn vài phút khi được gia nhiệt tương đối nhẹ (khoảng 120 độ C/ 250 độ F); và cuối cùng, các đặc tính cơ học của vật liệu có thể được phục hồi hoàn toàn và trên lý thuyết, polymer này có thể bị bẻ gẫy và phục hồi lại một cách vô giới hạn.
Barner-Kowollik và các đồng nghiệp cũng phát hiện ra rằng, phương pháp của họ có thể được áp dụng cho một số các vật liệu plastic đã biết, và thậm chí có thể được sử dụng để thay đổi đặc tính cơ học của các vật liệu khác với độ chính xác cao.
Kết quả nghiên cứu của nhóm đã được công bố trên tạp chí Advanced Materials.
Biên dịch: Trungmaster, theo Gizmag.
Link công bố:
