Self-Healing Coating znamená konec prasklých telefonů, říká vědec

Představte si mobilní telefon, který se může léčit z řezů a škrábanců, jako je lidské tělo. Pro čínského výzkumníka Ming Yanga a jeho tým v Harbin Institute of Technology to už není otázka představy: vyvinuli nový druh inteligentního nátěru, který dokáže být měkký. a tvrdé, ne na rozdíl od naší vlastní kůže.

„Navrhli jsme samo-léčivý povlak s tvrdostí, která dokonce přibližuje zubní sklovinu napodobováním struktury epidermy,“ říká Yang. Inverzní. "Toto je nejžádanější kombinace vlastností v současných samo-léčivých materiálech a povlacích."

Jak je popsáno v dokumentu zveřejněném ve středu v ACS Nano, tento nový materiál je zdaleka od prvního inteligentního nátěru, přičemž předchozí výzkum zkoumal jak měkké, tak i tvrdé povlaky. Yang říká, že existuje vážná globální potřeba lepších samoléčebných materiálů.

„V dnešní době lidé vždy mluví o životním prostředí a energii,“ říká. „Samo-léčivý materiál může pomoci inteligentním a ekologickým způsobem ušetřit spoustu peněz a energie. Současné samoléčebné materiály a povlaky jsou však obvykle měkké a rychle se opotřebovávají. To může přinést potenciální problémy s nakládáním s plastovým odpadem. “

Tento nový materiál by mohl tyto problémy s odpady vyřešit, protože se blíží než kterýkoli z předchůdců, protože kombinuje pružnost měkkého povlaku a pružnost tvrdého povlaku, aniž by docházelo k jeho krátké životnosti nebo křehkosti. To by mohlo být to nejlepší z obou světů.

„Trik spočívá v použití umělých materiálů v přírodě,“ říká Yang. „Klíčem je vícevrstvá struktura. Umístěním tvrdé vrstvy obsahující oxid grafeničitý na měkkou vrstvu vytváríme inteligentní hybridizaci, kterou můžete maximálně využít. “

Materiál na bázi oxidu grafenu, který se používá v horní vrstvě nátěru, je tvrdší než kožní buňky. Podle společnosti Yang je úžasnou věcí to, že tvrdé a měkké vrstvy nátěru jsou schopny spolupracovat a vytvořit tak léčivé vlastnosti, které by nemohly samy dosáhnout.

„Je vzrušující vidět, že do dvou přírodních struktur můžeme integrovat náročné vlastnosti, a to samo-léčivé vlastnosti v kůži a mechanickou tuhost a tvrdost zubní skloviny, do umělého inteligentního povlaku,“ říká Yang. „A tento návrhový princip je pravděpodobně užitečný pro každý samo-léčivý polymerní systém.“

Výsledkem je potenciálně mnohem déle trvající inteligentní nátěr, který dokáže chránit cokoliv od telefonů po budovy před poškrábáním, zatímco jeho vlastnosti zabíjení bakterií znamenají, že by mohly být také užitečné v biomedicínských zařízeních.

Nyní je to jen otázka přeměny laboratoře na něco, co může skutečně dosáhnout trhu. Existuje několik praktických problémů, které bude třeba nejprve vyřešit, aby se to stalo.

„Současný výzkum využívá molekulární sestavy k dosažení žádoucí struktury,“ říká Yang. „V budoucnu budeme potřebovat efektivnější způsob, jak urychlit výrobní linku. Nanášení nástřikem může být dobrou volbou. Snažíme se aplikovat obdobný princip designu i na další samo-léčivé polymery, zejména ty, které jsou již komerčně dostupné. “

Přesto Yang říká, že je optimistický, že tento inteligentní povlak by mohl vzniknout v éře samoléčivých smartphonů odolných proti poškrábání v relativně blízké budoucnosti.

„Jsem pozitivní, že prototypový produkt založený na našem designu může být k dispozici za jeden až dva roky,“ říká Yang. „Je to však ještě dlouhá cesta, než bude možné vytvořit vyspělý produkt, který bude vyžadovat mnoho odezev zákazníků a účast investorů a potenciálních partnerů. Nebudu překvapen, kdyby to trvalo pět nebo více let. “