Стів Маулд розрізав смужку полімеру навпіл, притис дві половинки одна до одної — і через кілька секунд вони знову стали єдиним цілим. Без клею, нагрівання і жодних хитрощів.
Стів задає несподіване питання: а чому взагалі не всі матеріали самовідновлюються? Якщо розрізати металевий стержень і знову притиснути половинки — нічого не станеться. Але якщо подивитись на це з точки зору фізики, метал — це решітка іонів у хмарі вільних електронів. Формально дві половинки однієї решітки мали б просто зростися назад. Чому ж ні?
Відповідь проста: окислення. Щойно метал розрізають, поверхня миттєво реагує з киснем повітря. Стів показує натрій — м’який метал, який можна різати ножем. Щойно зрізаний, він блищить як дзеркало. Але вже за секунди поверхня тьмяніє — це і є та сама оксидна плівка, яка назавжди розділяє дві половинки.
А от у вакуумі все інакше. Якщо розрізати метал у космосі й одразу притиснути поверхні — вони дійсно зростуться. Саме це трапилось із космічним апаратом «Галілео» у квітні 1991 року. Три ребра антени холодним зварюванням приварились до корпусу прямо в космосі,
і антена так і не розкрилась повністю.
Що відбувається всередині самовідновлювального полімеруЗ пластиком ситуація ще складніша. Коли ви ріжете пластик, ви буквально розриваєте ковалентні зв’язки між атомами вуглецю. На зламаних кінцях утворюються радикали — надзвичайно реактивні частинки, які миттєво реагують з усім навколо і «заспокоюються». Після цього поверхня стає хімічно інертною. Приклади дві половинки — нічого.
Як це обходить самовідновлюваний полімер? Повна відповідь захована за комерційною таємницею, але є кілька можливих пояснень.
- Полімеризація. Коли дві поверхні торкаються одна одної, кінці молекулярних ланцюжків з однієї сторони з’єднуються з кінцями з іншої. Утворюються нові довші ланцюжки, які перекидають «міст» через місце розриву. Можливо, тут є каталізатор, і саме його специфічність пояснює, чому матеріал злипається лише із собою.
- Зшивання. Окремі полімерні ланцюжки з’єднуються між собою в різних точках, утворюючи тривимірну мережу. Стів демонструє це на рідкому латексі: додаєш оцет — і рідина перетворюється на пружний м’яч. Автомобільна шина — це теж один величезний зшитий молекулярний ланцюжок. При контакті двох поверхонь полімеру відбувається аналогічна реакція зшивання — прямо за кімнатної температури.
- Мікрокапсули — третій варіант, але Стів вважає, що тут він малоймовірний. Ідея така: всередині матеріалу розкидані крихітні капсули з клейкою речовиною або каталізатором. При пошкодженні вони розриваються і «заліковують» тріщину. Щось схоже можна купити в будь-якому будівельному магазині під назвою «самоамальгамуюча стрічка» — принцип схожий, але якість зростання значно гірша.
Замість того щоб питати «чому цей матеріал самовідновлюється», варто запитати «чому решта матеріалів — ні». І з цієї точки зору звичайний пластик або метал починають виглядати набагато дивніше.
Відео Steve Mould черговий раз доводить: найцікавіші питання — це не ті, які здаються складними, а ті, які здаються очевидними. Поки не починаєш думати.
Запис Ентузіаст дослідив матеріал, який сам себе «зшиває» спершу з'явиться на ProstoMob.
