مهندسان موسسه تحقیقاتی ارتش ایالات متحده در مریلند، دانشگاه کیس‌وسترن کلیولند و دانشگاه فری‌بورگ سوئیس، توانسته‌اند نوع خاصی از پلاستیک را به نام پلیمر ابرمولکول فلزی (metallo-supramolecular) تولید کنند که با تابش نور لیزر به آن، خود را ترمیم می‌کند.

به گزارش نیوساینتیست، بر خلاف پلیمرهای معمولی مثل پلی‌استیرن که لیوان‌های موجود در ماشین‌های خودکار فروش قهوه و ... از آن ساخته شده، یا پلی‌کربنات شفافی که روی سی‌دی‌ها چاپ می‌شوند، پیوند بین مولکول‌های پلیمرهای پلاستیکی جدید از نوع «کووالانسی»- که اتم‌ها، الکترون به اشتراک می‌گذارند- نیست.

در عوض، بخش‌های اصلی «ماکارونی مانند» این مواد، به گروه‌های «لیگاند» منتهی می‌شوند که برای پیوند یونی، تمایل به اتصال به گروه‌هایی با هسته آزاد «روی» دارند. وقتی پرتوهای فرابنفش به این گروه‌های «روی» برخورد می‌کند، آن‌ها انرژی را جذب کرده و به گرما تبدیل می‌کنند؛ این گرما، همان انرژی مورد نیاز برای عملیات «خود-ترمیمی» است.

ترمیم سطوح شکسته
کریستوفر فدر و همکارانش در دانشگاه کیس‌وسترن یک برگه 0.4 میلی‌متری پلیمر را انتخاب کرده و شکافی به عمق 0.2 تا 0.3 میلی‌متر در آن ایجاد کردند. بعد پرتوهای فرابنفش لیزر را با قدرت یک وات، برای مدت 30 ثانیه به هر شکاف‌ تاباندند و متوجه شدند که شکاف به طور کامل از بین رفته است.

البته این اولین بار نیست که محققان به سراغ چنین سوژه‌ای رفته‌اند؛ در سال 2008 / 1387، لودویک لیبلر، شیمیدانی از موسسه آموزش عالی شیمی و فیزیک صنعتی (ESPCI) پاریس، پیوند مولکولی دیگری را (پیوند هیدروژنی که به نسبت پیوند مولکولی پلیمر جدید، ضعیف‌تر است) برای تولید پلاستیکی با قابلیت خود- ترمیمی، تحت کنترل درآورد؛ این پلاستیک به سادگی و تنها با فشردن دو طرف شکافی که در آن ایجاد شده بود، خود را ترمیم می‌کرد.

همچنین نیسان، تولید کننده ژاپنی خودرو، از شیوه مشابهی برای تولید رنگ‌های ضد خش خود-ترمیم برای خودرو و گوشی تلفن استفاده کرده است.

حالا گروه کیس وسترن قصد دارند برای ترمیم انواع مختلفی از پلیمرها از اشعه‌های لیزر کمک بگیرند اما باید در مورد ترکیب لیزرها و پلیمرها بیشتر محتاط باشند، چراکه بر اساس گزارش نشریه«نیچر»، اجسامی که فلز بیشتری دارند، میزان ترمیم‌شان کم‌تر است.

هیچ بعید نیست که روزی محققان بتوانند عینک‌های پلی‌کربناتی، مثل عینک‌های هری پاتر بسازند!