Ученые разработали самовосстанавливающийся каучук

Исследовали из Гарвардского колледжа инженерии и прикладных наук (SEAS) предлагают «представить шину, восстанавливающуюся после прокола», и мало того – учёные SEAS, как утверждается, разработали новый тип каучука, прочного, как натуральный, но способного затягивать проколы и повреждения.

Идея самовосстанавливающихся материалов уже не нова, и ученые из SEAS уже создали самовосстанавливающиеся гидрогели, однако разработка подобного «сухого» материала – куда более сложная задача. Каучук содержит полимеры, имеющие постоянные ковалентные связи. Такие связи очень прочны, но, будучи нарушенными, они не восстанавливаются. Перед учеными SEAS встала задача создать связи, способные нарушаться и восстанавливаться обратно.

«Предыдущие исследования использовали обратимые водородные связи для соединения полимеров, но они по своей природе слабее, чем ковалентные, – заявил Ли Хэн Цай (Li-Heng Cai), научный сотрудник SEAS и один из авторов статьи о разработке нового типа резины, опубликованной в издании Advanced Materials. – Возник вопрос, можем ли мы создать что-то жесткое, но способное к самовосстановлению?»

Цай вместе с приглашенным профессором Цзиньжун У (Jinrong Wu) из университета Сычуань и канадским профессором прикладной физики Дэвидом Уайцом (David A. Weitz) разработали «гибридный» каучук, имеющий ковалентные и обратимые связи. Концепция объединить эти типы связей была предложена Цаем – правда, чисто теоретически, потому что такие связи не любят смешиваться. «Они как масло и вода», – поясняет Цай.

Поэтому исследователи разработали «молекулярный канат», связывающий вместе эти два типа и получивший название «случайно разветвленный полимер»; он позволяет гомогенно смешивать эти типы связей в одном молекулярном составе и получать прозрачную, прочную и способную к самовосстановлению резину. При растяжении в материале появляются трещины, соединенные пучками волокон, которые перераспределяют напряжение материала и позволяют ему затем вернуться в прежнюю форму.

Гарвард уже подал заявку на патент на эту технологию и активно ищет возможности для ее коммерциализации. Такая резина, отмечают ученые, подходит для большого количества самых разных продуктов, в том числе автомобильных шин.