Πολυμερές που μιμείται τις αρτηρίες «αυτοεπιδιορθώνεται»

Αμερικανοί ερευνητές δημιούργησαν ένα καινοτομικό πλαστικό υλικό, το οποίο «αυτο-θεραπεύεται», δηλαδή κλείνει μόνο του τυχόν τρύπες που ανοίγονται πάνω του.

Πρώτη φορά

Μέχρι τώρα, είχαν αναπτυχθεί παρεμφερή πολυμερή υλικά που μπορούσαν να επιδιορθώσουν αυτομάτως μια αόρατη τρύπα το πολύ λίγων χιλιοστών. Όμως, για πρώτη φορά, το νέο υλικό καταφέρνει να αποκαταστήσει μόνο του αρκετά μεγαλύτερες τρύπες διαμέτρου ενός εκατοστού, ορατές με γυμνό μάτι.

Η ικανότητα αυτή θα μπορούσε να αξιοποιηθεί μελλοντικά, μεταξύ άλλων, σε νέα είδη συνθετικών υλικών για φτερά αεροπλάνων ή για διαστημοσυσκευές, που θα επιδιορθώνονται μόνα τους στον αέρα ή στο διάστημα, όταν υποστούν κάποια -εν δυνάμει καταστροφική- ρωγμή, την οποία δεν θα μπορούσε να διορθώσει ανθρώπινο χέρι στη διάρκεια της πτήσης. Άλλες δυνητικές πρακτικές εφαρμογές βρίσκονται στο πεδίο της ιατρικής (π.χ. σε νέου τύπου χειρουργικά εμφυτεύματα), της γεωλογίας (αυτόματη αποκατάσταση βλαβών σε γεωτρύπανα) ή του στρατού (π.χ. κλείσιμο τρύπας από σφαίρα).

Ο μηχανισμός

Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Ιλινόις (από τα τμήματα Αεροναυπηγικής, Χημείας, Επιστήμης Υλικών και Μηχανολόγων Μηχανικών), με επικεφαλής τον Σκοτ Γουάιτ δημιούργησαν έναν πρωτοποριακό μηχανισμό μέσα στο πλαστικό, που του επιτρέπει να ενεργοποιεί δύο υγρές ουσίες, οι οποίες, όταν χρειαστεί, αντιδρούν χημικά μεταξύ τους και μετατρέπονται σταδιακά σε γέλη (τζελ), η οποία τελικά στερεοποιείται, αποκαθιστώντας την όποια ζημιά.

Οι εν λόγω υγρές ουσίες κινούνται προς το σημείο της βλάβης μέσω ενός τεχνητού κυκλοφορικού συστήματος, δηλαδή ειδικών μικροσκοπικών καναλιών διαμέτρου 330 μικρομέτρων (εκατομμυριοστών του μέτρου), που έχουν εκ των προτέρων ανοιχτεί στο εσωτερικό του πλαστικού και τα οποία μιμούνται το δίκτυο αρτηριών και φλεβών του ανθρωπίνου σώματος.

Όπως έδειξαν τα πειράματα πάνω σε ένα φύλλο πλαστικού πάχους τριών χιλιοστών, μία τρύπα διαμέτρου σχεδόν ενός εκατοστού, από την οποία αρχίζουν ρωγμές καλύπτοντας μια έκταση διαμέτρου 3,5 εκατοστών, γεμίζει με το υλικό σε 20 λεπτά και αυτό έχει στερεοποιηθεί σε σκληρό πλαστικό σε περίπου τρεις ώρες. Εν τω μεταξύ η αποκαταστημένη επιφάνεια είναι κάπως λιγότερο ανθεκτική εν συγκρίσει με την αρχική.

Ήδη οι ερευνητές εργάζονται για να βελτιώσουν κι άλλο τόσο τον ρυθμό αποκατάστασης της βλάβης, όσο και την ανθεκτικότητα του υλικού. Επιπλέον, σχεδιάζουν δοκιμές του νέου υλικού σε ακραίες συνθήκες (υγρασίας, θερμοκρασίας κ.α.). Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Science».

Βήμα Science