Самозбереження покриття означає кінець тріщини телефонів, каже вчений

Уявіть собі мобільний телефон, який може вилікувати від порізів і подряпин так само, як і людський організм. Для китайського дослідника Мін Янга та його команди в Харбінському технологічному інституті, це вже не питання уявлення: вони розробили новий вид розумного покриття, яке вдається бути одночасно м'яким і жорсткий, не схожий на нашу власну шкіру.

"Ми розробили самовідновлююче покриття з твердістю, яка навіть наближається до емалі зуба, імітуючи структуру епідермісу", - розповідає Ян. Обернено. "Це найбільш бажана комбінація властивостей в нинішніх самовідновлювальних матеріалах і покриттях".

Як описано в статті, опублікованій в середу в ACS Nano Цей новий матеріал далекий від першого розумного покриття, з попередніми дослідженнями, присвяченими як м'яким, так і твердим покриттям. Ян говорить, що існує серйозна глобальна потреба у покращенні самозаживних матеріалів.

«Сьогодні люди завжди говорять про навколишнє середовище та енергію», - говорить він. «Матеріал, що самовоспалюється, може допомогти заощадити багато грошей і енергії, використовуючи розумний, екологічний спосіб. Але нинішні самовідновлювальні матеріали і покриття зазвичай м'які і швидко зношуються. Це може призвести до потенційних проблем з управлінням пластиковими відходами.

Цей новий матеріал може вирішити ці проблеми відходів, оскільки він наближається, ніж будь-який попередник, до поєднання гнучкості м'якого покриття і стійкості твердого покриття без короткого терміну служби першого або крихкості останнього. Це може бути краще з обох світів.

«Хитрість полягає у використанні штучних матеріалів на природі», - каже Ян. Багатошарова структура є ключовим. Розміщуючи твердий шар, що містить оксид графена поверх м'якого шару, ми створюємо розумну гібридизацію, яку ви можете отримати максимально.

Матеріал оксиду графена, що використовується у верхньому шарі покриття, твердіше, ніж клітини шкіри, пропонуючи міцність ближче до зубної емалі. Дивовижна річ, на думку Ян, полягає в тому, що тверді та м'які шари покриття здатні працювати разом, щоб створити цілющі властивості, які ніхто не міг би досягти самостійно.

"Це цікаво бачити, що ми можемо інтегрувати вимогливі властивості в двох природних структурах, а саме до самовідновлювальної властивості шкіри і механічної жорсткості і твердості в емалі зубів, в штучне інтелектуальне покриття", - каже Ян. "І цей принцип проектування, ймовірно, корисний для будь-якої самовідновлювальної полімерної системи".

Результатом є потенційно набагато довготривалий смарт-покриття, яке може захистити щось від телефонів до будівель від подряпин, а його властивості знищення бактерій означають, що це також може бути корисним у біомедичних пристроях.

Тепер це лише питання перетворення створення лабораторії в те, що дійсно може досягти ринку. Є деякі практичні питання, які потрібно буде вирішити спочатку для того, щоб це сталося.

"Нинішні дослідження використовують молекулярну збірку для досягнення бажаної структури", - каже Ян. «У майбутньому нам знадобиться більш ефективний спосіб прискорити виробничу лінію. Спрей-допомога покриття може бути гарним вибором. Ми також намагаємося застосувати аналогічний принцип дизайну до інших самовідновлювальних полімерів, особливо тих, які вже є у продажу.

Тим не менш, Ян говорить, що він оптимістичний, що це розумне покриття може випустити в епоху самооздоровлення, стійких до подряпин смартфонів у відносно недалекому майбутньому.

«Я впевнений, що прототип продукту на основі нашого дизайну може бути доступний за один-два роки, - каже Ян. «Проте перед тим, як розвивати зрілий продукт, потрібно ще довгий шлях, який потребуватиме численних зворотних зв'язків з клієнтами та участі інвесторів та потенційних партнерів. Я не здивуюся, якщо це займе п'ять років і більше ».