بدنه ی پلیمری خودرو و خداحافظی با خط و خش های اتومبیل با پلیمرهای خود ترمیم گر

امروزه پلیمر استفاده های فراوانی در صنایع مدرن و پیشرفته و استراتژیک دارد. صنعت خودروسازی یکی از آن صنایعی است ک امروزه با مواد پلیمری و کامپوزیتی سر و کار فراوانی دارد. کاهش وزن ناشی از به کارگیری مواد پلیمر در خودروهای امروزی سبب شده تا این خودروها وزن کمتر همراه با کاهش مصرف سوخت و استحکام بالاتری را داشته باشند.

اما مطلبی که هم اکنون با شما می خواهیم در میان بگذاریم ویژگی مهم دیگری از پلیمر ساخته شده توسط مهندسان پلیمر دنیاست.پلیمر های خود ترمیم گر!!!

اگر از دسته‌ی افراد دارنده یا حداقل دوستدار خودروهای به روز و پیشرفته هستید، می‌توانید کم کم نگرانی خود را در خصوص خط و خش برداشتن بدنه‌ی خودرویتان  به دست فراموشی بسپارید ؛ خبر خوش برای شما اینکه پوشش‌های خود ترمیم شونده کم کم در حال راهیابی به بازار هستند. پژوهشگران در موسسه فناوری KIT پوشش پلیمری خود ترمیم شونده‌ای را ساخته اند که قادر است خواص مکانیکی خود را تنها پس از چند دقیقه پس از گرم شدن مجدد بازیابی کند. این فناوری به خصوص می‌تواند در ساخت درزگیرهای خود آب بندی شونده، رنگ‌های مقاوم برابر خراش و پلاستیک‌های تقویت شده با الیاف مقاوم تر به کار رود. لوازمی که خود به تنهایی قادرند یک خودرو را از نمونه‌ی مشابه خود متمایز کنند.


پلیمرهای خود ترمیم گر مواد بسیار جالبی هستند، اما ساخت و استفاده از آن‌ها سختی‌ها و پیچیدگی‌های خاص خود را به همراه دارد. دانشمندان برای دستیابی به چنین ساختارهایی دو راه حل کلی را در پیش گرفته اند در راه اول آن‌ها از شبکه‌ای محتوی میکروکپسول‌ها بهره می‌برند که هر میکروکپسول حاوی مواد ترمیم گری است. با هر بار خراش برداشتن سطح و شکافته شدن این کپسول ها، مواد درون آن‌ها به قسمت شکاف یافته رفته و خراش را ترمیم می‌کند. در روش دوم از پلیمرهایی استفاده می‌شود که قادرند با استفاده از واکنش‌های شیمیایی برگشت پذیر خواص خود را پس از خراش برداشتن مجددا بازگردانند ( البته این نیازمند انرژی خارجی خواهد بود که مقدار این انرژی خود می‌تواند مشکل جدید به شمار آید).

این تیم پژوهشی که آقای Christopher Barner هدایت آن را بر عهده داشته است از روش سومی بهره برده اند. آنها از شبکه‌ای با قابلیت سوییچ کردن بهره گرفته اند که از الیاف کوچک یا مولکول‌های کوچک که به وسیله‌ی یک واکنش شیمیایی برگشت پذیر به هم پیوند خورده اند تشکیل شده است. ویژگی این شبکه این است که الیاف درون آن می‌توانند با اعمال نیروی خارجی به اجزای خود تفکیک شوند و با اعمال قدری حرارت مجددا ساختار خود را بازیابی کنند.

در روش جدید ویژگی‌های کلیدی زیادی وجود دارد: اول از همه اینکه می‌توان فرایند ترمیم را با استفاده از گرما، نور یا ماده‌ی شیمیایی آغاز کرد. ضمن اینکه می‌توان در دمایی حدود 120 درجه سلسیوس در طی چند دقیقه به ترمیم کامل رسید. و البته خواص مکانیکی محصول اولیه پس از ایجاد فرایند ترمیم نیز به طور کامل قابل بازگشت است و از نظر تئوری انتهایی برای این دوره‌های تخریب و بازگشت وجود ندارد.

تا کنون این تیم این مواد را بر روی پلاستیک‌های زیادی مورد آزمایش قرار داده اند که نتایج خوبی نیز به دست داده و خواص مکانیکی آن با دقت خوبی به حالت اولیه‌ی خود بازگشته است. از کاربردهای بالقوه‌ای که می‌توان از این مواد انتظار داشت می‌توان به ساخت چسب ها، مواد کامپوزیتی و رنگ‌های ضد خش اشاره کرد.

نتایج این پژوهش در نشریه‌ی Advanced Materials به چاپ رسیده است.