ژل خودترمیم‌شونده رسانا با استحکام مکانیکی بالا

ایسنا/ محققان با استفاده از ابرمولکول‌ها موفق به ساخت ژل جدیدی با خاصیت خودترمیم شوندگی شدند. این ژل علاوه براین، دارای رسانایی بالایی بوده و از استحکام مکانیکی قابل توجهی برخوردار است.

 مواد خودترمیم شونده‌ای که تاکنون ساخته شده حاوی مقادیر زیادی از پرکننده‌های رسانای معدنی است که برای انجام عمل خودترمیم شوندگی باید این ژل‌ها در معرض معرف‌ها یا عوامل خارجی نظیر نور، حرارت و pH باشد.

اخیرا انواع مختلف ژل‌های ابرمولکولی با خاصیت خود‌ترمیم ‌شوندگی ساخته شده‌اند. با این حال، این مواد به ندرت مورد توجه صنعت قرار گرفته و به صورت عملی و تجاری مورد استفاده قرار نگرفته‌اند. دلیل این امر، استحکام مکانیکی پایین آنها و هدایت اندک این ترکیبات است. اخیرا هیدروژل‌های رسانای مبتنی بر نانوساختار تولید شده‌اند که گزینه مناسبی برای ایجاد شبکه هیدروژل رسانا است.

اخیرا پژوهشگران دانشگاه تگزاس با همکاری محققانی از دانشگاه ایالتی تگزاس موفق به ساخت ژل جدیدی شده‌اند که در آن از مواد پلیمری رسانا و ابرمولکول‌های لیگند-فلز استفاده شده است. این ژل جدید خواص جالب توجهی داشته به طوری که هم خواص رایج پلیمرها را داراست و هم در دمای اتاق خاصیت خودترمیم شوندگی دارد بدون این که نیاز به محرک خارجی داشته باشد.

مهمترین نتیجه این پروژه، توسعه سوپرژلی است که دارای هدایت الکتریکی بالایی بوده و از استحکام مکانیکی قابل توجهی برخوردار است. گویهو یو از محققان این پروژه می‌گوید: « به دلیل خواص قابل توجه این ماده، این ژل می‌تواند برای خودترمیم شوندگی در حوزه‌های مختلف مورد استفاده قرار گیرد. برای مثال، این ژل می‌تواند برای ساخت پوست مصنوعی، ادوات الکترونیک قابل چاپ و ادوات پزشکی بادوام مورد استفاده قرار گیرد.»

این گروه تحقیقاتی این فیلم نازک را روی یک سطح انعطاف‌پذیر اعمال کردند تا خواص الکتریکی-خودترمیم شوندگی آن را مورد بررسی قرار دهند. نتایج نشان داد که این سیستم از هدایت بالایی برخوردار بوده و می‌تواند در صورت خراشیده شدن به خوبی خود را ترمیم کند.

این گروه در این پروژه نشان دادند که استفاده از ابرمولکول‌ها می‌تواند برای ایجاد خاصیت خودترمیم شوندگی بدون اعمال محرک خارجی مورد استفاده قرار گیرد.

نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای با عنوان "A Conductive Self-Healing Hybrid Gel Enabled by Metal-Ligand Supramolecule and Nanostructured Conductive Polymer" در نشریه Nano Letters منتشر شده است.