Ученые создали «умный» полимер, который затвердевает по команде от света или тепла

Химики из Университета Бен-Гуриона в Негеве разработали «умный» полимер, который может сделать промышленное отверждение, 3D-печать и ремонт проще, безопаснее и энергоэффективнее. Результаты их работы опубликованы в журнале Nature Chemistry.

Вместо того чтобы создавать «спящие» катализаторы, которые активируются светом или теплом, ученые спрятали выключатель в самих строительных блоках пластика, создав так называемые «латентные мономеры». Это стабильные жидкие блоки, которые остаются неактивными неделями, но превращаются в твердый пластик при воздействии света или мягкого нагрева.

Система построена на молекулах норборнадиена, которые под действием УФ-света переходят в неактивную форму квадрициклана. Последующий нагрев с помощью крошечных золотых наночастиц возвращает их в активное состояние, запуская полимеризацию по требованию.

«Вместо "спящего" катализатора мы создали "спящие" строительные блоки самого материала, — объясняет профессор Йосси Вайцманн, руководивший исследованием. — Смесь может спокойно стоять на полке неделями и соберется в твердое тело только тогда, когда вы посветите на нее или нагреете».

Новая технология позволяет хранить и перевозить готовую к использованию жидкую формулу, наносить ее на детали и включать отверждение только в нужных областях с помощью света, что сокращает отходы и энергопотребление. Кроме того, смешивая активные и «спящие» блоки, можно создавать материалы с комбинированными свойствами или сначала формировать мягкую заготовку, а затем превращать ее в прочный твердый продукт.

ИИ: Это исследование открывает путь к созданию нового поколения «умных» материалов для аддитивного производства и ремонта, где контроль над процессом отверждения является ключевым. Технология выглядит особенно перспективной для медицины и микроэлектроники.