Очень часто в фантастических произведениях можно увидеть какие-то высокотехнологичные материалы, которые после повреждения затягиваются, словно они сами себя «лечат». Звучит и выглядит все это крайне нереалистично, ведь при повреждении разрушаются связи между молекулами и восстановить их нельзя. Или все-таки можно? Ответ на этот вопрос дает новый материал, сконструированный инженерами MIT. Он может прореагировать с углекислым газом из окружающего воздуха для того, чтобы изменить форму и даже отремонтироваться.
Тестовый образец материала приставляет собой синтетическое гелеобразное вещество, главной частью которого является углерод. Как сообщает редакция журнала Advanced Materials, в основе процесса самовосстановления лежит процесс, чем то напоминающий фотосинтез. Только в данном случае углерод из углекислого газа идет на восстановление повреждений материала. По признанию одних из авторов работы Майкла Страно и Сеон-Фон Квака,
«Это совершенно новое слово в материаловедении. Раньше мы и подумать не могли, что то, что мы называем углеродосодержащими материалами, которые могут преобразовать углекислый газ в окружающем воздухе в твердую, стабильную форму, мы сможем когда-нибудь использовать в реальной жизни.»
Разработка такого синтетического материала, при создании которого не используется ископаемое топливо, имеет очевидные преимущества и для окружающей среды.
«Представьте себе синтетический материал, который может расти, как деревья, получая углерод из углекислого газа и наращивая за счет этого свою массу.»
Иллюстрация самовосстанавливающихся свойств нового материала. В присутствии света углерод из воздуха заполняет пустоты для ремонта повреждений
Для разработки своего творения ученые использовали хлоропласты (органические включения растений, за счет которых происходит процесс фотосинтеза), полученные из листьев шпината. Но проблема в том, что изолированные от клетки хлоропласты долго выполнять свою функцию не могут. Поэтому сначала эксперты экстрагировали эти включения для изучения процессов, а затем заменили на катализаторы небилологической природы, выполняющие те же функции. Получившаяся гелевая матрица имеет в своем составе полимер на основе аминопропилметакриламида (АРМА), глюкозы и глюкозооксидазы.
«Одним из ключевых преимуществ нового материала является то, что он будет саморемонтироваться при воздействии солнечного света или искусственно созданного освещения. Интересно наблюдать за тем, как он начинает расти. Этот материал имитирует некоторые аспекты чего-то живого, несмотря на то, что таковым не является.»
А что вы думаете о новой разработке MIT? Расскажите об этом в нашем чате в Телеграм.