Ожидание в надежде на чудо
2013-04-19
Мечта каждого человека. Ведущего активный образ жизни – самовосстанавливающиеся материалы. Многочисленные царапины на мобильных аппаратах, незначительные, но портящие внешний вид, повреждения автомобилей, царапины на керамическом покрытии и много многое другое. При виде затягивающихся следов от колющего или рубящего оружия в фильмах фэнтези или научной фантастики у многих голова идет кругом: «Вот бы и мне так». Мысль такая есть и не такая она уже и фантастическая, но в ближайшем будущем реализации не подлежит. Однако, работа в этой области ведется и довольно усердная.
Самовосстанавливающиеся материалы – это материалы, которые будут способны восстанавливать самостоятельно поврежденный слой в зависимости от силы повреждения. Ели трещина была слабой и незначительной. То возможно полное восстановление. Если же это глубокий порез, то восстановление будет носить частичный характер. Этим свойством обладают биологические материалы.
В природных условиях процесс самовосстановления может происходить по-разному, например, на уровне молекул, ДНК, а также на микроуровне — восстановление сломанных костей, поврежденных кровеносных сосудов и капилляров. И в этом вся загвоздка. Рукотворные материалы не обладают вышеперечисленными возможностями, так как все они мертвы по своей природе.
Разработка искусственных материалов строится на «предотвращении повреждения», а не его управлением. Таким образом, материалы способные к самовосстановлению открыли бы неограниченные возможности. Например, поверхностные покрытия крайне нуждаются в таком вот процессе «самозаживления».
Сегодня областью пристального внимания являются керамика, металлы и полимеры. Инженерные исследования делают ставку именно на эти три вида материалов. Необходимым условием для самовосстановления повреждения является формирование подвижной фазы, которая сможет «затянуть» трещину, а именно этот процесс и есть самым сложным. В зависимости от того, какой материал используется, терпит изменения необходимая температура: для бетона необходима температура окружающей среды, низкие температуры подходят (<120°C) для полимеров (и их соединений), высокие температуры требуются для металлов (<600°C) и керамики (> 800°C).