Материалите, които се поправят сами
Машина, която може да приема всякаква форма и да се възвръща след тежки повреди, е фантазията на всеки инженер и промишлен дизайнер. Затова роботът палач T-1000 от кино лентата „ Терминаторът 2 ”, който се самопоправя и възкръсва за секунди след всяко смъртоносно пострадване, е една от най-запомнящите се фантастични технологии, появявали се в миналото на екран.
За страдание науката към момента не е в положение да основава машини като него от „ течен метал ”, които с изключение на всичко останало да могат да трансформират формата си. Обаче в научните лаборатории по света към този момент е направена една стъпка в тази посока – там могат да бъдат видени
„ умни материали ” ,
които са способни сами да поправят повърхността си или да възвръщат първичната си форма след щета.
Основното ентусиазъм на откривателите в тази гореща област идва не от научната фантастика, а от живата природа. Най-удивителните самовъзстановяващи се механизми, които познаваме, са нашите личните тела. Когато пострадаме от дребна рана, да вземем за пример одраскване, телата ни реагират мигновено, с цел да спрат кръвотечението и да поправят вредите.
„ Самопоправящ се материал ” значи материал, който самичък записва повредите и по-късно ги поправя, възстановявайки напълно или в огромна степен структурната си издръжливост. Този „ авторемонт ” би трябвало да стане независимо или с минимална човешка интервенция. Към момента проучванията в региона на самопоправящите се материали се намират на доста ранен стадий. Поради тяхната изключителна перспективност обаче с тях се занимават най-хубавите учени в региона на материалознанието. Самолетостроителите като Airbus да вземем за пример гледат на самопоправящите се материали като на средство, което може внезапно да увеличи надеждността и да понижи поддръжката на
бъдещите самолети –
военни или цивилен. При всички случаи първият, който преодолее инженерните проблеми пред основаването на такива материали, ще разполага с ключа към една многомилиардна „ промишленост на бъдещето ”.
В момента в развойните лаборатории по света се вършат усилени опити по основаването на самовъзстановяващи се метали и керамика. Първите материали на пазара, които ще могат да се възвръщат сами, сигурно ще бъдат полимерни. Фундаменталната причина за това е, че полимерите са лесни за оформяне и обработка.
Към момента най-зрялата технология включва редуването на структурни пластове от корав материал с
гъвкави „ ремонтни ” пластове,
съдържащи, най-често някакъв тип лепило или различен втвърдяващ се материал, който може да запълни образували се пукнатини. Когато външният систематичен пласт бъде нарушен, ремонтният материал запълва пукнатините и по-късно се втвърдява при контакт с въздуха или под въздействието на различен тласък, да вземем за пример топлота. Често ремонтният материал е смесен с катализатор, който оказва помощ за полимеризацията и втвърдяването на формираната „ пломба ”.
Друга, по-усъвършенствана технология за основаването на самовъзстановяващи се материали включва потреблението на микрокапсули. Един от развойните центрове, които работят в тази тенденция взаимно с Airbus, е INASMET-Tecnalia – водещ европейски проучвателен център в региона на материалознанието. При този способ вместо да се редува на пластове, ремонтният материал е подложен в
микрокапсули, разпределени из целия размер
на структурния съставен елемент. Всяка капсула има твърда защитна обвивка и наличие от мек поправящ материал. При появяването на недостатък капсулите се пукат и освобождават ремонтния материал, който запълва пукнатините и се втвърдява.
Основният проблем със упоменатите дотук типове самопоправящи се материали е, че тяхната дарба за регенерация е лимитирана и завършва с изразходването на ремонтния материал. За да избегнат този минус, откриватели от Университета на Линкълн (Великобритания) се пробват да симулират качествата на
бактериалните биофилми .
„ Биофилм ” е добре звучащото научно име на зеленикавата или кафеникава слуз, покриваща, да речем, камъните във водоемите. Биофилмите съставляват бактериални колонии, които образуват твърда защитна повърхнина. Тази „ черупка ” има удивителни свойства и защищава своите жители от въздействия като ултравиолетова радиация, механични повреди и нездравословни субстанции.
В случая обаче качеството, привлякло вниманието на учените, е способността на биофилмите да се самопоправят. Именно то прави налепите по канали и отходни тръби толкоз сложни за унищожаване. Тази неуязвимост е виновна и за обстоятелството, че зъбният камък (бактериален биофилм) е злина, за чието премахване действа цяла промишленост. Работата по основаването на неестествен биофилм е към момента в своя начален стадий, само че може да докара до основаването на строителни материали и тъкани, които се поправят сами.
