Ανακαλύφθηκαν αυτοθεραπευόμενα υλικά

Από το Nature 19-Φεβρουαρίου-2001

Aυτοθεραπευόμενα υλικά ανέπτυξαν ερευνητές, που έχουν δημιουργήσει το πρώτο υλικό που επισκευάζεται αυτόματα, και που προσφέρει έναν δυναμικό τρόπο για την στεγανοποίηση τριχοειδών  ρωγμών που αναπτύσσονται σε σύνθετα υλικά, και που χρησιμοποιούνται σε πολλά είδη, από τις ρακέτες αντισφαίρισης έως στα αεροσκάφη.
Το μυστικό των επιστημόνων: μικροσκοπικές κάψες κόλλας που προστίθενται στο σύνθετο υλικό.

"Έχει ακριβώς έναν τεράστιο αριθμό εφαρμογών. Αυτό είναι πιθανώς ένα μειονέκτημα για μένα, δεν ξέρω προς ποια κατεύθυνση θα οδηγηθεί," λεει ο Scott White, ένας καθηγητής της Aεροναυτικής Eφαρμοσμένης Mηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Ιλλινόις Ubana-Champaign, που καθοδδηγεί τη μελέτη.

Τα σύνθετα υλικά αποτελούνται από ίνες γυαλιού, άνθρακα ή άλλων ουσιών με ανάμιξη μιας ρητίνης. Το fiberglass είναι ένας τύπος σύνθετου υλικού. Μερικές ρακέτες αντισφαίρισης αποτελούνται από συνθέσεις γραφίτη.

Η ζημία στα σύνθετα υλικά αρχίζει συχνά ως μικροσκοπικές ρωγμές. Δεδομένου ότι όταν αυξάνονται, αποδυναμώνουν το υλικό έως ότου σπάζει.

Για να θεραπεύσουν αυτόματα τις μικροσκοπικές ρωγμές, οι ερευνητές του Ιλλινόις εψέκασαν κάψουλες στο πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας, μέσω ενός πειραματικού fiberglass παρόμοιας σύνθεσης. Όταν μια ρωγμή εμφανίστηκε, οι κάψουλες στην πορεία τους σπάζοντας άνοιξαν, ρίχνοντας το περιεχόμενό τους και έτσι σφράγισαν τις ρωγμές.

Η ένωση διατήρησε το 75 τοις εκατό της αρχικής της δύναμής αφότου είχαν θεραπευτεί οι ρωγμές για 48 ώρες, ανέφεραν οι ερευνητές.

Εντούτοις το υλικό δεν είναι ακόμα έτοιμο για την εμπορική παραγωγή. Σε θερμοκρασίες υψηλότερες από 200 βαθμούς σταματά να δουλεύει και ο χρόνος της θεραπείας είναι πάρα πολύ μεγάλος για πολλές εφαρμογές. Το υλικό περιέχει 100 έως 200 κάψουλες ανά κυβική ίντσα. Ενώ όλες οι κάψουλες θα σπάσουν τελικά, τα αντικείμενα που γίνονται με το υλικό θα μπορούσαν να διαρκέσουν αρκετές φορές πιό μακροχρόνια από εκείνα που είναι φιαγμένα από τα τρέχοντα σύνθετα υλικά, είπε ο Wool.

Τα υλικά όπως είναι τo   συνθετικό αυτοθεραπευόμενο υλικό, είναι μέρος του τομέα των έξυπνων υλικών που βρίσκεται ακόμη σε νηπιακό στάδιο.

Αντικείμενα όπως διαστημικά σκάφη, τεχνητές συνδέσεις και υποστηρίξεις γεφυρών, που είναι δύσκολο ή αδύνατο να τα φτάσουμε, είναι πρωταρχικά υποψήφια για τα αυτοθεραπευόμενα υλικά.

Ο White είπε πως ερευνητές ψάχνουν επίσης τη χρήση του υλικού για τα κυκλώματα των mainboards των υπολογιστών, πολλά από τα οποία βγαίνουν από τη γραμμή παραγωγής με μικρές ρωγμές, που τα καθιστούν έτσι ακατάλληλα προς χρήση.