ابتكرت شركة IBM Research مادة هلامية ذاتية الشفاء بدرجة حرارة عالية

أعلن فريق أبحاث IBM ، وادي السليكون ، الولايات المتحدة الأمريكية ، عن اكتشاف جديد - الكائنات العضوية ذاتية الشفاء ذات القدرات الفريدة. تتماسك هذه المواد الهلامية عند التبريد ، ولكنها تعود إلى حالتها الأصلية مع زيادة درجة الحرارة. تم نشر نتائج عمل العلماء بالفعل.

نطاق الهلام واسع النطاق ، على سبيل المثال ، يمكن استخدام هذا النوع من المواد في الصناعة. يمكن سكب الهلام في قالب ، وتبريده ، وعندما ترى أن هناك خطأ في الصب الناتج ، يمكنك تكرار عملية التبريد بالتسخين لتصحيح العيب.

ما هو الهلام؟

المواد الهلامية (جل الوحدة ، من خط العرض. إن وجود هيكل عظمي ثلاثي الأبعاد (شبكة) يخبر المواد الهلامية بالخصائص الميكانيكية للمواد الصلبة: نقص السيولة ، والقدرة على الحفاظ على الشكل ، والقوة ، والتشوه (الليونة والمرونة). يتكون الهلام من مكونين على الأقل ، أحدهما يشكل شبكة جزيئية جزيئية ثلاثية الأبعاد مستمرة ، تعمل كإطار ، وتملأ الفراغات بوزن مذيب منخفض الوزن الجزيئي - وسط التشتت.

يمكن مقارنة الهلام بشبكة صيد ضخمة ، تمتلئ خلاياها بالسائل. في IBM Research ، تمت إضافة جزيئات مونومر إلى الهلام العضوي. في تجربة أجراها العلماء ، تمت إضافة الجزيئات البادئة أيضًا إلى الكتلة الأولية ، والتي ، تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية ، تحول المونومرات إلى بوليمرات. وبالتالي ، تصبح الخلايا العضوية التي أنشأتها IBM ، عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية ، صلبة ، مثل البلاستيك.

مظاهرة مرونة الخلايا العضوية

بعد إجراء عشرات الاختبارات لقياس صلابة الجل وتحديد النسبة الصحيحة للمكونات ، ابتكر الخبراء مادة هلامية معدلة يمكن إذابتها في درجات حرارة أعلى من 80 درجة مئوية وتستعيد خصائصها عند تبريدها إلى 20 درجة. عند الإخراج ، تلقى العلماء مادة هلامية (الأولى من نوعها) ، والتي يمكن إذابتها وتبريدها دون فقد صفاتها الفريدة. بمجرد أن يتم تكوين كائن من الشكل المطلوب من مثل هذا الهلام ، يتعرض الجسم الناتج للأشعة فوق البنفسجية ، مما يؤدي إلى التصلب النهائي للهلام.



يمكن استخدام هذه المواد لإغلاق الشقوق. Organogel هي مادة سائلة بما يكفي لاختراقها بسهولة في المساحات الصغيرة ، ولكن لا تتسرب منها. يسمح التعرض للأشعة فوق البنفسجية للمادة بالتصلب ، مما يؤدي إلى سد كامل للشقوق. في المستقبل ، يمكن أيضًا استخدام هذه المواد للعمل في الطابعات ثلاثية الأبعاد. في نفس الوقت ، العديد من الطابعات ثلاثية الأبعاد الحديثة ليست مثالية ، لأن التطبيق متعدد الطبقات للمادة يؤدي إلى عيوب في الهيكل والشكل. ويمكن استخدام الجل الجديد لإنشاء أجسام مثالية تقريبًا عن طريق تغيير درجة الحرارة ومستوى الأشعة فوق البنفسجية. وفقًا للخبراء ، فإن التحكم في درجة حرارة الهلام يسمح لك بالتخلص من مشاكل هيكل ومظهر النماذج المطبوعة.

أ هو هلام عادي ، ب هو هلام تم إنشاؤه بواسطة آي بي إم. على اليسار - حالة المواد الهلامية في الظروف العادية ، على اليمين - نفس العينات بعد التسخين



الاستمرارية

تم إنشاء المواد الهلامية المذكورة أعلاه باستخدام مواد من مشروع عامين من علماء IBM Jim Hedrick و Jeannet Garcia. ثم طور العلماء طريقة لتركيب البوليمرات الصناعية. سمح لنا استخدام العمليات التي تمت مناقشتها في هذه المواد بإنشاء أنواع عضوية باستخدام الخصائص الموصوفة.

Source: https://habr.com/ru/post/ar388941/