نخستین ماده جهان که خود را تعمیر میکند!
موبنا – گروهی از محققان موفق شدند به کمک چاپگر سه بعدی ماده‌ای را تولید کنند که خودش را ترمیم میکند و بر این اساس اگر ماده مذکور را بشکنید یا آن را سوراخ کنید، پس از چند دقیقه مشاهده خواهید کرد که این ماده ترمیم شده و به شکل اولیه باز گشته است. این کارشناسان می‌گویند که ماده مذکور می‌تواند در صنعت تولید کفش، لاستیک‌های اتومبیل، بدنه نرم روبات‌ها و حتی سیستم‌های الکترونیکی مورد استفاده قرار گیرد.
پروفسور «اویمینگ وانگ» به همراه دانشجویان خود در مرکز مهندسی ویتربی وابسته به دانشگاه کالیفرنیای جنوبی توانست با استفاده از روش ویژه مبتنی بر نور برای تقویت رزین مایع این ماده را تولید کند. فرآیندی که آنها برای ساخت ماده مذکور به کار گرفتند «فتوپلیمریزیشن» نام دارد.
این گروه تحقیقاتی برای آنکه بتواند اشیا چاپ شده با چاپگر سه بعدی را به گونه‌ای تولید کند که خود را تعمیر کنند، ترکیب کاربردی از اکسیداسیون مواد شیمیایی مختلف را مورد استفاده قرار داد تا این ماده چاپ شده با چاپگر سه بعدی ارایه شود. گروه تحقیقاتی در نهایت موفق شد ماده‌ای را ارایه کند که از نظر قدرت و عملکرد نسبت به مدل قبلی بسیار بهبود یافته است.
دکتر وانگ در این خصوص گفت: «زمانی که ما میزان اکسیداسیون ماده مورد نظر را به مرور افزایش دادیم، دریافتیم که رفتارهای ماده برای ترمیم داخلی تقویت شده است. در این میان رفتارهای مربوط به فرآیند فتوپلیمریزیشن ضعیف‌تر شد. بررسی‌های شیمیایی نشان داد بین این دو رفتار رابطه عکس وجود دارد. سرانجام ما دریافتیم که از این طریق می‌توانیم تعامل میان این دو رفتار را تغییر دهیم تا در نهایت از طریق فرآیند فتوپلیمریزیشن ماده‌ای را تولید کنیم که بتواند پس از آسیب دیدن خود را ترمیم کند».
این گروه تحقیقاتی روش خود را به کمک یک چاپگر سه بعدی به صورت عملی دنبال کرد و از این طریق موفق به ساخت اشیا مختلف از جمله کفی کفش، بخش نرم بدنه روبات، کامپوزیت‌های چند منظوره و حسگر الکترونیکی شد و آزمایش‌های صورت گرفته در تمامی این مواد نشان داد که آنها می‌توانند خود را ترمیم کنند. طبق بررسی صورت گرفته، زمانی که این ماده پس از دو ساعت در دمای 60 درجه سانتیگراد قرار می‌گیرد، دوباره به شکل اولیه خود برمی‌گردد. البته برای حسگر الکترونیکی زمان بیشتری سپری شده است تا بتواند شکل اولیه خود را پیدا کند و دانشمندان اعلام کردند این فاصله زمانی برای حسگر الکترونیکی دو برابر بوده است. علت این مسئله وجود کربن برای انتقال جریان الکتریسیته در حسگر الکترونیکی بود که باعث شد زمان ترمیم آن بیشتر شود.
محققان اعلام کردند که با دنبال کردن بررسی‌های خود می‌توانند زمان ترمیم ماده را بر اساس دمای محیط به میزان قابل ملاحظه کاهش دهند.
«کانهائو یو» یکی از محققانی که در این پروژه حضور داشت در این خصوص گفت: «ما در نهایت موفق شدیم به صورت عملی نشان دهیم که تحت دمای مختلف از 40 تا 60 درجه سلسیوس این ماده توانسته است خود را ترمیم کند. ماده جدید تحت این دما توانست به صورت 100 درصد ترمیم شود و این یک موفقیت بسیار بزرگ بوده است. ما با تغییر دما متوجه شدیم که می‌توانیم سرعت و کیفیت ترمیم ماده را تغییر دهیم و در این میان بررسی‌ها نشان داد ماده جدید در دمای اتاق هم می‌تواند خود را ترمیم کند».
این گروه تحقیقاتی هم اکنون به دنبال آن است که ماده خود را با قابلیت خود ترمیمی در اشکال مختلف توسعه دهد و آن را در صنایع مختلف به تولید انبوه برساند. نتیجه حاصل از این مطالعه در قالب یک مقاله علمی در آخرین شماره از نشریه بین‌المللی «نِیچر» به چاپ رسیده است.
