Νέο πολυμερές υλικό με ιδιότητες γυαλιού

Γάλλοι επιστήμονες του Ερευνητικού Κέντρου CNRS εφηύραν ένα νέο υλικό, το οποίο μπορεί να φέρει επανάσταση στη βιομηχανία. Το πολυμερές αυτό οργανικό υλικό εξωτερικά έχει όψη ανόργανης ύλης (γυαλιού) με τις ιδιότητες του πλαστικού.
Το υλικό αυτό μπορεί να θερμαίνεται, αποκτώντας οποιαδήποτε μορφή και να ψύχεται όσες φορές θέλουμε – γιατί οι συνδέσεις σε επίπεδο ατόμων δεν παραβιάζονται. Π.χ., οποιαδήποτε ζημία στον προφυλακτήρα του αυτοκινήτου, φτιαγμένο από αυτό το υλικό, μπορεί να διορθωθεί με απλή θέρμανση μέχρι ορισμένη θερμοκρασία.

Η ερευνητική ομάδα πιστεύει ότι το νέο υλικό έχει τέτοιες ιδιότητες που θα εξυπηρετήσει εφαρμογές στην αυτοκινητοβιομηχανία, την αεροδιαστημική, στις ηλεκτρονικές κατασκευές και να οδηγήσει στη δημιουργία νέων  έξυπνων υλικών.

Το υλικό μπορεί να πάρει διάφορες μορφές

Το CNRS υπενθυμίζει ότι το γυαλί (ανόργανα πυρίτιο) είναι μοναδικό υλικό, διότι, κατόπιν θερμάνσεως, μετατρέπεται από στερεό σε υγρό σταδιακά. Επίσης, συμπληρώνει, ότι είναι πρόκληση η εξεύρεση ενός υλικού που να είναι ιδιαίτερα ανθεκτικό, επισκευάσιμο, να υφίσταται άπειρες φορές πλαστική παραμόρφωση, να είναι σε θέση να ρέει όταν θερμαίνεται,  να είναι αδιάλυτο και όχι εύθραυστο ή βαρύ, όπως δηλαδή είναι το γυαλί. 

Το νέο υλικό έχει ορισμένες ιδιότητες των οργανικών ρητινών και του  καουτσούκ, είναι δηλαδή ελαφρύ και είναι δύσκολο να συρικνωθεί ο όγκος του.

Οι ρητίνες που χρησιμοποιούνται σήμερα για να αντικαταστήσουν τα μέταλλα έχουν το μειονέκτημα, ότι παίρνουν ένα σταθερό, καθορισμένο σχήμα και συγκεκριμένη σκληρότητα, που δεν μπορούμε να τα αλλάξουμε.

Το νέο υλικό έχει δημιουργηθεί από υπάρχουσες ουσίες (εποξικές ρητίνες, σκληρυντικά, καταλύτες, κλπ..), αλλά οι ερευνητές ήταν σε θέση να αναπτύξουν μια τέτοια μοριακή δομή που να έχει νέες ιδιότητες.

Sequence showing how a complex-shaped object is made by successively deforming and heating it.

"Με τη θέρμανση η νέα δομή είναι σε θέση να αναδιοργανώνεται χωρίς να αλλάζει ο αριθμός των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των ατόμων. Το νέο υλικό αλλάζει φυσική κατάσταση από υγρό γυαλί σε στερεό ή και αντίστροφα,”, ανακοίνωσε το CNRS.

Αυτό το υλικό, που περιέχει πυρίτιο και μερικές ανόργανες ενώσεις, ενεργεί στην πραγματικότητα σαν οργανικό πυρίτιο και είναι αδιάλυτο όταν θερμαίνεται, ακόμα και πάνω από τη θερμοκρασία μετάβασης.

Σε θερμοκρασία δωματίου, μοιάζει με ένα σκληρό ή ένα μαλακό ελαστικό, ανάλογα με τη σύνθεση που θα επιλεγεί να έχει το υλικό και στις δύο περιπτώσεις, έχει τα ίδια χαρακτηριστικά με τις θερμοσκληρυνόμενες ρητίνες και λάστιχα που χρησιμοποιούνται σήμερα, δηλαδή, είναι ελαφρύ, ανθεκτικό και αδιάλυτο.

Οι ερευνητές τονίζουν ότι έχει ένα πλεονέκτημα σε σχέση με τα ελαστικά, γιατί μπορεί να πάρει μορφή, να επισκευαστεί και να ανακυκλωθεί θερμενώμενο, κάτι που δεν μπορεί να γίνει με τις θερμοσκληρυνόμενες ρητίνες ή τα συμβατικά πλαστικά.

Έτσι, μπορεί να πάρει σχήματα που είναι αδύνατο να δημιουργηθούν με καλούπια.

A strip of material is deformed in an oven. It is subjected to torsion stress, clearly visible in bright colors under polarized light. These colors fade away within a few minutes when hot: the material has taken a new, permanent shape.

 Πηγή: Physics4u  Διαδίκτυο
 http://www2.cnrs.fr/en/1932.htm