Домой Наука Полимер, который лечит сам себя

Полимер, который лечит сам себя

49

Новый материал способен восстанавливать свою структуру за счёт углекислого газа из воздуха.

Пессимисты считают, что нельзя склеить разбитую чашку. Оптимисты берут в руки клей, а химики создают самовосстанавливающиеся материалы.

Такими материалами могут быть, например, полимеры, внутри которых расположены капсулы или каналы с жидким веществом: при повреждении вещи они заполняют повреждённую область и быстро затвердевают. Существует ещё несколько разных подходов к созданию таких материалов, но почти все они, так или иначе, связаны с наличием активных веществ внутри предмета. Поэтому решение проблемы, предложенное исследователями из Массачусетского технологического института (MIT), оказалось довольно необычным – они создали вещество, которое забирает себе материал для восстановления прямо из воздуха.

Строить что-то из воздуха довольно проблематично, уж слишком скуден ассортимент «строительного материала»: азот, кислород, углекислый газ да вода, хотя природа эти трудности умеет преодолевать. Исследователи как раз и подсмотрели частично свою технологию у растений, которые научились перерабатывать углекислый газ в сложные органические вещества в процессе фотосинтеза. Химики из MIT выделили из живых клеток хлоропласты, поместили их в полимерную гелевую матрицу и снабдили ферментом и молекулами мономера.

В итоге получилась следующее: хлоропласт в матрице поглощает из воздуха углекислый газ и под действием света превращает его в ряд продуктов, главный из которых – это глюкоза. Далее под действием фермента глюкозооксидазы глюкоза превращается в глюконолактон, а получившееся соединение, в свою очередь, уже вступает в реакцию с мономером (аминопропилметакриламидом), в результате чего образуется полимер. Получается, что исходная гелевая матрица поглощает из воздуха углекислый газ и включает его в состав своей полимерной структуры, тем самым самостоятельно набирая массу из внешнего источника.

Самолечащийся (или саморемонтирующийся) полимер описан в статье в Advanced Materials. Как заявляют сами исследователи, их работа пока что всего лишь демонстрация принципиально нового концепта материала, способного к самовосстановлению.

Новая технология ещё очень далека от практического использования. Во-первых, исходное вещество – это гель, а не твёрдый материал, из которого можно было бы изготавливать какие-нибудь предметы.

Вторая проблема – хлоропласты, которые сами по себе не могут продолжительное время сохранять свои фотосинтетические функции. Поэтому время активной жизни всего материала пока что не высоко. Если получится заменить хлоропласт на более простой и долговечный каталитический комплекс, это позволит дольше сохранять активность материала.

Источник: NKJ

Комментарии

Пожалуйста, авторизуйтесь чтобы добавить комментарий.
  Подписаться  
Уведомление о

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: