کاربرد پلیمرهای جدید در پنجره ساختمان

فناوریهای نوین به دانشمندان کمک کرده اند که در سالهای اخیر موادی را توسعه دهند که به نظر می رسند از قلب داستانهای علمی تخیلی بیرون آمده اند که ویژگیهای شگفت انگیزی دارند و قادرند خود را به تنهایی بازسازی، ترمیم و تمیز کنند.

به گزارش ConsBank، اجسامی که قادرند به تنهایی خود را ترمیم کنند، پنجره هایی که گرد و غبار را از روی خود می زدایند و خراشهایی که در معرض نور ماوراء بنفش محو می شوند. با کنار هم چیدن این مناظر به نظر می رسد که مستقیماً وارد دنیای خیالی یک داستان علمی تخیلی شده ایم. اما مواردی که ذکر شد کاملاً در دنیای واقعی و به دست دانشمندان معتبرترین مراکز علمی و تحقیقاتی دنیا ساخته شده اند.

فناوریهای نوین به دانشمندان کمک کرده اند که در سالهای اخیر موادی را توسعه دهند که به نظر می رسند از قلب داستانهای علمی تخیلی بیرون آمده اند که ویژگیهای شگفت انگیزی دارند و قادرند خود را به تنهایی بازسازی، ترمیم و تمیز کنند.

به گزارش ConsBank، اجسامی که قادرند به تنهایی خود را ترمیم کنند، پنجره هایی که گرد و غبار را از روی خود می زدایند و خراشهایی که در معرض نور ماوراء بنفش محو می شوند. با کنار هم چیدن این مناظر به نظر می رسد که مستقیماً وارد دنیای خیالی یک داستان علمی تخیلی شده ایم. اما مواردی که ذکر شد کاملاً در دنیای واقعی و به دست دانشمندان معتبرترین مراکز علمی و تحقیقاتی دنیا ساخته شده اند.

این دستاوردها تنها بخشی از جنبه های حقیقتی هستند که در سالهای اخیر دانشمندان علم مواد موفق شده اند آن را با استفاده از سطوح هوشمند به واقعیت تبدیل کنند. بنابراین می توان انتظار داشت که در آینده ای نزدیک دنیا وارد عصری با ویژگیهای واقعاً جادویی می شود. فناوریهایی که در پشت این مواد قرار گرفته اند هر لحظه تغییر چهره می دهند و می توانند کاربردهای جدیدی در عرصه های وسیعی از پزشکی زیستی و گجتهای الکترونیکی تا خودروسازی و تزئینات داخلی کسب کنند. در اینجا به بررسی برخی از این فناوریها و محصولات نوآورانه ای می پردازیم که می توانند دنیای آینده را با تحولات بزرگی مواجه کنند.

ماده فوق دافع

تیمی از دانشمندان دانشگاه هاروارد ماده ای به نام SLIPS (مایع لغزنده خلل فرج دار القایی) را ساخته اند. منبع الهام این دانشمندان در ساخت این ماده، نوعی گیاه گوشتخوار بود. گیاه گوشتخوار گونه Nepenthes مجهز به برگهایی است که سطح آنها بسیار لغزنده است و از آنها برای به دام انداختن حشرات و حتی قورباغه های کوچک استفاده می کند.

این اثر شبیه به لیز خوردن خودرو بر روی سطح خیابان است. اگر یک مورچه بدشانس بر روی برگهای این گیاه بیاید چربی زیر پاهایش به این روکش نمی چسبد و به داخل دهان گیاه سر می خورد. درست همانند زمانی که یک قطره روغن بر روی آب می لغزد. این برگها به خاطر یک لایه از مایعی که سطح آنها را پوشانده است نسبت به آب باران خاصیت نفوذناپذیری دارند.

"جووانا آیزنبرگ"، استاد مدرسه علوم مواد دانشگاه هاروارد در این خصوص توضیح داد: "ما با الهام از این مکانیزم شگفت انگیز طبیعی، ماده ای را ایجاد کردیم که قادر است تقریباً هر نوع مایع یا جامد را دفع کند. برای ایجاد این سطوح بسیار لیز، ما یک ماده میکروساختار متخلخل را با یک مایع لغزنده کننده پوشاندیم."

این دانشمند افزود: "سطوح به دست آمده حتی در شرایط سختی چون فشار بسیار بالا و دمای بسیار پایین نیز هیچ ماده ای را بر روی سطح خود نگه نداشتند."

به گفته این محققان، دامنه استفاده از این ماده بسیار وسیع است و می تواند در فناوریهای شیمی زیستی که برای ساخت لوله های حمل آب و سوخت استفاده می شوند و یا برای تولید فناوریهای ضدیخ و ضدآلاینده به کار روند. از دیگر کاربردهای آن، ساخت پنجره هایی است که به تنهایی خود را تمیز می کنند و یا تولید سطوح مقاوم به باکتریها که در عرصه پزشکی استفاده های فراوانی دارند.

ماده ای که با نور ماوراء بنفش خود را صاف می کند

از همکاری میان محققان آمریکایی و سوئیسی ماده ای توسعه یافته است که به نظر می رسد تاثیر بسیاری در زندگی روزمره داشته باشند. در حقیقت حداقل یکبار در زندگی برای شما اتفاق افتاده است که خراشهایی را بر روی بدنه خودروی خود مشاهده کنید. در این مورد، یک پلیمر فوق مولکولی می تواند تمام این خطوط و خراشها را در معرض یک منبع نور ماوراء بنفش محو کند.

این پلیمر که می تواند به عنوان رنگ خودرو استفاده شود در شرایط عادی به صورت جامد است. وقتی این سطح خراش می بیند می توان آن را در معرض نور ماوراء بنفش قرار داد. در این حالت، ماده مایع می شود. زمانی که چراغ خاموش می شود حتی پس از یک دقیقه، این پلیمر مجدداً جامد و صاف می شود درحالی که خراشها محو شده اند. به گفته این محققان، این ماده فرزند مکانیکی است که "جمع آوری فوق مولکولی" نام دارد. در "جمع آوری فوق مولکولی" نیمی از پیوندهای فوق مولکول از نوع پیوندهای غیرکووالانسی هستند.

"استوارت روآن"، مدیر موسسه مواد پیشرفته دانشگاه "کیس وسترن ریزرو" در کلوند اوهایو در این خصوص توضیح داد: "در تفاوت با پلیمرهای سنتی که از ترکیبات مولکولی بلندی متشکل از هزاران اتم ساخته شده اند، پلیمری که ما توسعه دادیم از مولکولهای کوچکتری تشکیل شده است که همگی با استفاده از یونهای فلزات در کنار هم به صورت زنجیروار جمع شده اند. اگر این ماده در معرض نور ماوراء بنفش شدیدی قرار گیرد این ساختارها به طور موقت از هم جدا می شوند و یک حالت مایع را به وجود می آورند و زمانی که لامپ ماوراء بنفش خاموش می شود به شرایط اولیه بازمی گردد. ما این ماده را با خراشهای شدید آزمایش کردیم و به دفعات دیدیم که توانست تغییر کند و هیچ نشانه ای از خراشیدگی را باقی نگذارد."