Stripovski junak Wolverine znanstvenicima je poslužio kao inspiracija za razvoj samozacjeljujućeg, vrlo elastičnog, transparentnog materijala koji se može koristiti za pokretanje umjetnih mišića.
Krajnji proizvod je mekan materijal nalik gumi kojeg je lako proizvesti po niskoj cijeni. Može se rastegnuti do 50 puta svoje izvorne duljine, a rez od škara može zacijeliti na sobnoj temperaturi u razmaku od 24 sata.
Samo 5 minuta nakon rezanja, materijal se može rastegnuti na duljinu dva puta veću od svoje izvorne – korisno za potencijalne superheroje.
Materijal je ionski vodič – sposoban provoditi struju protokom iona – a predstavlja prvi materijal kojim znanstvenici kombiniraju samozacjeljujuća svojstva s ionskim vodičem.
Tim sa Sveučilišta u Kaliforniji, Riverside i Sveučilišta u Coloradu kažu da bi se materijal u konačnici mogao koristiti u robotici, elektroničkim uređajima, baterijama i biosenzorima.
“Stvaranje materijala sa svim tim svojstvima već godinama predstavljalo je zagonetku,” kaže istraživač i obožavatelj stripova, Chao Wang sa Sveučilišta Riverside.
“To smo napravili, a tek sada počinjemo istraživati aplikacije.”
Wang kaže da je njegova ljubav prema Wolverineu pomogla potaknuti interes za samozacjeljujućim materijalima, koji oponašaju materijale u prirodi, a mogu pomoći produžiti vijek trajanja i smanjiti troškove umjetnih materijala i uređaja.
Iako su transparentni i rastezljivi ionski vodiči već razvijeni, dodavanje samozacjeljujućih svojstava pokazalo se lukavim – da bi se dobili materijali sposobni za samostalno iscjeljivanje, obično su potrebne ne kovalentne veze između pojedinih molekula, koje međusobno ne mogu dijeliti elektrone.
Prolazak električne struje kroz veze ih degradira, što je problem ako pokušavate postići da materijal zadržati svoju sposobnost samozacjeljivanja.
Kako bi pronašao rješenje, Wang koristi ionsko-dipolnu interakciju da zajedno zadrži molekule, koje kombiniraju nabijene ione s polarnim molekulama – u kojoj jedan kraj molekule ima pozitivan naboj, a drugi negativan.
Mala električna neravnoteža u obje vrste molekula stvara elektrostatičko privlačenje između njih.
Tako miješanjem soli visoke ionske čvrstoće u polarnom rastezljivom polimeru, Wang i suradnici su u stanju proizvesti materijal s potrebnim svojstvima.
Istraživači su koristili dva sloja novog materijala, s prozirnom membranom između, kako bi stvorili umjetan prototip mišića. Prototip se mogao pomicati kao reakcija na električne signale, na isti način na koji se ljudski mišić kreće kao odgovor na signale iz mozga.
Materijal je još uvijek u ranim fazama istraživanja, ali jedinstvena kombinacija svojstava mogla bi omogućiti nastanak nove generacije elektroničkih uređaja i robota otpornijih nego ikad.
Istraživanje je objavljeno u časopisu Advanced Materials.
