موسسه علم و فناوری کره اعلام کرد که تیم مرکز تحقیقات مواد هیبریدی نرم، پوشش پلیمری ساخته است که در ناحیه آسیب دیده تغییر رنگ پیدا می کند و امکان تشخیص فوری و خود ترمیمی با دمای بالا را فراهم میکند.
به گزارش تک ناک، پوششهای پلیمری پوست مانند بر روی سطوح خودروها، کشتیها و ساختمانها به منظور حفاظت در برابر محیط خارجی استفاده میشوند.
از آنجایی که تعیین میزان آسیب پوششهای استفاده شده دشوار است، این پوششها که مجددا غیرقابل استفاده هستند، باید به طور مرتب جایگزین شوند، در نتیجه منجر به تولید مقادیر زیادی ضایعات و هزینههای دفع بالا میشوند.
مطالعات موجود روی پوششهای پلیمری با قابلیت گزارش آسیب و خود ترمیمی شامل استفاده از کپسولهای بسیار کوچک حاوی عوامل عملکردی میباشند. با این حال در صورت شکستگی این کپسول ها از آنها نمیتوان به منظور تشخیص دوباره آسیب بعدی و خود ترمیمی استفاده کرد.
تیم تحقیقاتی موسسه علم و فناوری کره پلیمر مقاوم به گرمایی را پرورش دادهاست که می تواند ساختار شیمیایی اولیه خود را پس از مختل شدن توسط یک محرک خارجی ترمیم کند، در نتیجه به این ماده قابلیت گزارش آسیب و چندین بار ترمیم خود را اضافه می کند.
در این مطالعه، یک مولکول مکانیکی-کرومیک در زمان اعمال نیروی خارجی به اندازه ایجاد شکاف ،در پیوند خاص آن تغییر رنگ می دهد و یک پلیمر مقاوم در برابر گرما حاوی مولکولی که می تواند توسط دما جدا شده و دوباره شکل گیرد، سنتز می شود.
هنگامی که نیرویی به این مولکول مکانیکی-کرومیک وارد می شود، پیوند خاص شکسته می شود و تغییر رنگ می دهد. قسمت آسیب دیده پوشش پلیمری سنتز شده به رنگ بنفش تغییر میکند.
هنگامی که دمای 100 درجه سانتیگراد یا بالاتر اعمال شود، مواد قابلیت پردازش پیدا می کنند و از نظر فیزیکی بهبود یافته و بی رنگ میشوند.
تیم تحقیقاتی از شبیهسازیهای دینامیک مولکولی برای پیشبینی و تأیید این موضوع استفاده کردند که تنها برخی پیوندهای شیمیایی هنگام اعمال نیروی مکانیکی و ایجاد شکاف در ترکیب مواد موجب تغییر ساختار رنگی میشوند. کارآمدی آن با سنتز عامل کنونی پوشش اجرا شد.
این پوشش پلیمری چند منظوره می تواند به طور گسترده در صنایع خودروسازی، دریایی، دفاعی، چوب، راه آهن، بزرگراه و هوافضا مورد استفاده قرار گرفته و به طور قابل توجهی به کاهش ضایعات صنعتی کمک کند.
علاوه بر این، می توان از آن به عنوان یک پوست مصنوعی برای روبات های انسان نما استفاده کرد، زیرا عملکرد آن مشابه پوست است و نیازی به منبع انرژی خارجی ندارد.
دکتر تائه آن از موسسه علم و فناوری کره گفت: این مطالعه روشی برای تحقق همزمان فناوری تشخیص آسیب و خود ترمیمی بدون هیچ گونه عامل خارجی مانند کپسول است.
وی افزود: با این حال، حتی اگر خودترمیمی مکرر امکان پذیر باشد، نمی توان از آن به طور دائم استفاده کرد. بنابراین، تحقیقات بیشتری برای تبدیل موادی که طول عمر آنها به پایان رسیده است، به مواد بیضرر برای محیط زیست یا به شکل قابل بازیافت، در حال انجام است.
موسسه علم و فناوری کره در سال 1966 به عنوان اولین مؤسسه تحقیقاتی با بودجه دولتی در کره تأسیس شد تا یک استراتژی توسعه ملی مبتنی بر علم و فناوری ایجاد کند و فناوری های مختلف صنعتی را برای ترویج توسعه صنایع بزرگ منتشر کند.
این موسسه اکنون در حال ارتقای جایگاه علم و فناوری کره از طریق پیگیری تحقیق و توسعه نوآورانه پیشرو در جهان است.
این تحقیق توسط وزارت علوم و فناوری اطلاعات و ارتباطات (وزیر جونگ هو لی) حمایت شده و از طریق موسسه علم و فناوری کره انجام شده است. نتایج این تحقیقات در آخرین شماره “NPG Asia که یک مجله دانشگاهی بین المللی در زمینه علم مواد است منتشر شده است.
