Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Поверхность материала после самозалечивания (метка 5 мм).
Система капилляров в коже человека.
Система микроканалов и трещины на поверхности (метка 0.5 мм)

Полимер, исцели себя сам!

Ключевые слова:  материаловедение, периодика, полимер

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

21 июня 2007

Американские ученые из University of Illinois представили новый полимерный материал, который способен самостоятельно залечиваться после повреждения. Механизм самоисцеления основан на трехмерной сети сосудов, заполненных восстанавливающим составом.

Раньше в подобных материалах использовались капсулы с залечивающим агентом, которые опустошались при первом же повреждении оболочки. А новая система подачи агента может многократно залечивать одно и то же место.

Методом direct-write assembly в образце эпоксидной смолы были созданы ортогональные канальцы диаметром 200 мкм – структура создавалась послойно из смолы и специальных чернил, которые в последствии были удалены при нагревании. Канальцы были заполнены маловязким мономером, на всю поверхность образца был нанесен слой смолы, а на него – частицы катализатора.

После повреждения мономер вытекает на поверхность под действием капиллярных сил и при контакте с катализатором полимеризуется, затягивая края трещин и восстанавливая целостность поверхности. Процесс повторяется и при последующих повреждениях.

Как часто случается, исследователей вдохновили живые организмы, которые зачастую имеют сложные системы каналов для доставки различных веществ.

Самозалечивающиеся материалы могут быть широко востребованы в приложениях, требующих серьезных условий безопасности эксплуатации, например, в авиации. А способность многократного восстановления повреждений значительно снижает возможные риски.

Работа была опубликована в Nature Materials.


Источник: Chemistry World, Nature Materials



Комментарии
Shvarev Alexey Y, 21 июня 2007 05:40 
Ихде слово "нано" в оригинале статьи? Нетути "наны" тут...
Трусов Л. А., 21 июня 2007 10:22 
важен сам принцип. а то вдруг наноробот покалечится.
Технология материалов "для особо экстремальных условий". Ракетная техника, авиация, космонавтика... Интересен максимальный масштаб повреждений, которые материал может самостоятельно залечить, количество циклов самозалечивания. Интересно, а смог ли бы такой материал спасти шаттл "Колумбия"?
Shvarev Alexey Y, 21 июня 2007 21:32 
Не будет вам материалов для экстремальных условий. Эта публикация не более чем "proof of concept" для получения денег. Когда берут "то что работает" или "то с чем могут работать", а потом заявляют что могут делать все. Материал- эпоксидка (то что можно напечатать), а не керамика или титан. И шаттл она не защитит. Материал с включенными капсулами с клеем есть намного более изящное решение, пригодное для массового производства.
Трусов Л. А., 21 июня 2007 22:44 
по-ващему, шаттл - это единственное приложение, где нужны самозалечивающиеся материалы? например, любая полимерная трубочка при циклических нагрузках трескается. а если по ней что-нибудь течет? например, бензинчик. кроме того, такие вот швы при осмотре сразу покажут, какую деталь надо заменить. причем, до того, как она окончательно сломается. а система канальцев еще тем хороша, что залечивающий агент можно добавлять.
Shvarev Alexey Y, 21 июня 2007 23:17 
Я же не против "самозалечивания". Капсулы с клеем есть весьма изящное решение в духе Альтшуллера. А вы прикиньте, пожалуйста, сколько будет стоить "печать" трубочки? И сравните ее с экструзией той же трубки (капсулы с клеем включены) со скоростью 1 м/с. И про растворитель. Не дай бог пустить растворитель по такой "самозалечивающейся" трубке. Боюсь предположить что мономер раствориться и пойдет бензин по каналам. У мономера другие свойства чем у полимера. И растворимость гораздо лучше, поскольку молекулы мелкие. И про примеси. Вы когда клеите что-нибудь, первое дело "очистить поверхность". А этот материал не вакууме. Здесь проблема примесей будет стоять в полный рост.
Трусов Л. А., 21 июня 2007 23:37 
конечно, не всё так просто. но детали обычно обсуждаются для конкретных приложений.
Shvarev Alexey Y, 22 июня 2007 00:17 
Да в деталях все и дело. Прототипы обычно плохо и недолго работают. Если долго возиться то можно (в силу закона больших чисел) получит работающий девайс - один из ста. У нас в группе мы называем их "героическими" (hero-device). Задача инженера потом улучшить и поправить чтобы запустить в массовое производство. А наша задача, как ученых, указать реальные пути оптимизации (а не обычную туфту которую пишут в конце статей). Такие пути должны существовать. Если вы сразу можете указать на слабости подхода, то никакая инженерная мысль его до ума не доведет. Делая кучу дырок в детали вы существенно снижаете прочность. Выставляя катализатор на поверхности, вы отдаете его на растерзание ингибиторам. Сравните это с изящным подходом инкапсулирования клея.
Трусов Л. А., 22 июня 2007 00:59 
так сначала рассуждают абсолютно обо всем, что потом успешно применяется.
Shvarev Alexey Y, 22 июня 2007 05:52 
А слышали ли вы, молодой человек, про такого дяденьку Альтшуллера и его теорию решения изобретальских задач? Почитайте: http://www.a.../biography/ , великий был инженер. Думаю, что он бы предложил этим товарищам спечь пористый блок материала, поверхность покрыть плотным слоем с капсулами катализатора. Пористый материал, полученный "в массе" будет гораздо дешевле печати канальцев. Аффтар лично наблюдал экструзию пористого полипропилена. Нагнетайте ваш мономер сколько влезет, он пойдет по порам. А катализатор будет высвобождаться только когда плотное покрытие треснет.
А теперь посмотрите на недостатки этого подхода. Точно также как и подход в статье, он требует трещины на поверхности. Внутри трещины зарастать не будут. И это огромный недостаток. Страшна трещина внутри. Зачем, подумайте, есть замечальный прибор - дефектоскоп? А авторам статьи просто надо было что-то "напечатать", о деталях они не думали. Завтра они заправят картридж печенью размолотой в блендере и объявят о печати исскуственных органов, вот увидите!
LItvinov Sergey V, 24 июня 2007 20:48 
>А слышали ли вы, молодой человек, про
> такого дяденьку
>Альтшуллера и его теорию решения изобретальских >задач? Почитайте: > http://www.a...biography/, великий был >инженер.

Почитали. Не понятно только чего великого он наинженерил, если в 50ом был арестован (в 24 года),
а когда был выпущен, получил волчий билет и инженером больше не работал.
Shvarev Alexey Y, 25 июня 2007 00:14 
Этот человек научил творчески думать очень многих людей, рядом с которыми аффтару данного комментария посчастливилось работать и набираться ума-разума(см дилетансткие комментарии выше). В дискуссиях на этом сайте не участвуют настоящие инженеры (мы люди скорее академические). Вот они бы рожек и ножек не оставили от многих "суперразработок" в области "нанотехнологий. Погодите, увидите что получится когда придет кто из инженерного племени.
Простота - залог успеха!

Это решение залечивания повреждений сложное и крайне ненадёжное. Например, на холоду работать явно не будет. Кроме того, полная прочность не восстановится. Кроме того, неизвестна скорость процесса, ведь если он будет медленным - то толку от него... Кроме того, с какого это перепугу капиллярные силы начнут "выдавливать" мономер наружу, ведь обычно происходит как раз впитывание.
А так - ещё во вторую мировую авиационные баки с бензином имели в структуре прокладку из сырой резины, которая набухала в бензине и затягивала пулевые пробоины. Ненадолго, конечно, но достаточно, чтобы самолёт мог дотянуть до базы.
Это одноразовое решение, но такие экстремальные материалы в принципе не должны эксплуатироваться после повреждений. Так что многократное самолечение - нановариант "русской рулетки".
LItvinov Sergey V, 25 июня 2007 14:47 
to Shvarev Alexey Y
На мой взгляд, методы составляющие основу ТРИЗ тривиальны
и известные со времен Архимеда http://en.wi..._creativity

Я не нашел доказательств не только эффективности ТРИЗ
как системы , но и что это используется в местах,
где умеют считать деньги.

Сейчас адепты сделали из этого обычную
"get rich fast" разводку с впариванием населению
книжек и курсофф.

Похоже, что ТРИЗ продукт недоработки
советской научно-популярной журналистики.
(как "Порфирий Иванов" и "индийские йоги").

По теме. Сейчас происходят подобные вещи.
Например тут группа выпускников
провинциальных вузов, вообще, без опыта
исследовательской работы готовятся к распилу
наноденег http://www.nanonewsnet.ru
http://ribal.../myself.htm
http://www.olikevich.com/

Не может не радовать, что руководство
факультета наук о материалах нашло в
себе силы создать и поддерживать портал
nanometer.ru, где мы можем получить
информацию из первыз рук
от исследователей "от сохи"
(рангом от студента до академика).
Спасибо им за их нелегкий труд.
Shvarev Alexey Y, 25 июня 2007 23:52 
"Впаривание" есть везде и всегда. Жалко если ТРИЗ выродится таким образом. Я знаю лично несколько талатливых инженеров, которые о ТРИЗе отзывались с большим уважением. Я (когда был маленьким) с увлечением решал задачки Альтшуллера в "Пионерской Правде". Какая разница, как вы назовете теорию. Важно научить молодых людей думать творчески.
Судя по всему люди с ТРИЗом знакомы только понаслышке. Да, это не не панецея, но любопытная вещь, для тех кто в курсе конечно:)

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Кристаллическая роза
Кристаллическая роза

Дистанционный лекторий ФНМ МГУ
Опубликованы приглашения на 4 интересные лекции онлайн лектория проекта дистанционного образования факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова на ближайшую неделю.

Евгений Кац: Перовскит, загадка названия и история открытия
28 мая 2020 г. в 18:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоится онлайн лекция известного ученого, профессора Евгения Каца (Ben-Gurion University of the Negev) "Перовскит, загадка названия и история открытия", который известен не только своими выдающимися научными достижениями в области химии твердого тела, углеродных наноматериалов, перовскитной фотовольтаики, но и большим вкладом в популяризацию науки.

М.Гретцель "The stunning rise of perovskite solar cells"
28 мая 2020 г. в 19:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоится онлайн лекция всемирно известного ученого, профессора М.Гретцеля (Федеральная политехническая школа Лозанны) "The stunning rise of perovskite solar cells".

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии
Гудилин Е.А., Горбунова Ю.Г., Калмыков С.Н.
Отделение химии и наук о материалах РАН, а также химический факультет и факультет наук о материалах МГУ инициируют реализацию открытого образовательного проекта «Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии». В рамках проекта ведущие ученые, члены Российской и международных Академий, видные представители вузовской науки прочитают тематические образовательные лекции по химии, науках о материалах, современным подходам в биологии и медицине. Видеозаписи лекций будут размещены в открытом доступе и могут быть использованы ВУЗами в основной и дополнительной образовательных программах, а также для самоподготовки и мотивации студентов и аспирантов на будущие научные достижения.

2019-nCoV: очередной коронованный убийца?
Анна Петренко
В статье рассказывается о коронавирусе 2019-nCoV — что мы знаем сегодня. А ведущие международные научные издательства предоставляют бесплатный доступ к новым статьям, посвященных изучению коронавируса

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.