Химики из Массачусетского технологического института и Питтсбургского университета в США создали технологию, которая позволяет создавать и модифицировать полимерные материалы так, чтобы была возможность добавлять новые звенья в середину уже существующих полимерных цепей. Это позволит изменять свойства напечатанных на 3D-принтерах изделий, например, контролировать их механическую прочность, размер, а также делать их восприимчивыми или невосприимчивыми к изменению температуры.
Почти все современные фотополимеры имеют один фатальный недостаток – после затвердевания и формирования полимерных цепочек, материал практически невозможно изменить – удлинит ь цепочки, бесшовно соединить два образца и так далее. Причина этого проста – после синтеза полимерные цепи оказываются «мертвыми» — неспособными к наращиванию новых мономеров. Новая же работа американцев направлена на создание метода «живой сборки».
Учёные синтезировали особые гели, вводя в их состав особую функциональную группу — тритиокарбонат (trithiocarbonate, TTC), который помещался в середине цепи. Под действием катализатора в этом месте удалось создать контролируемый разрыв и нарастить новые мономеры с обоих концов разорванной цепочки, после чего цепи вновь соединялись, таким образом сохраняя целостность полимерной сетки. Одной из главных особенностей этого метода стало использование катализатора, который работает только при облучении его светом с определенной длиной волны, благодаря чему весь процесс наращивания можно начать и остановить в любой момент.
Конечно, до промышленного внедрения такой технологии пока далеко – использованный фотокатализатор работает только в бескислородной среде, что сложно добиться на производстве. Однако исследования продолжаются.
Что может дать такая технология? На самом деле, очень многое – от восстановления корпусов смартфонов и автомобилей после аварии до создания тел человекоподобных роботов.
