Ученые создали гибрид стекла и пластика, нарушающего законы физики

Исследователи из Вагенингенского университета (WUR) бросили вызов фундаментальным теориям материаловедения, разработав совершенно новый класс веществ под названием «комплексимер».

Этот материал янтарного цвета демонстрирует уникальное сочетание свойств, ранее считавшихся взаимоисключающими: он обладает высокой ударопрочностью пластика, но при этом подвергается выдуванию и изменению формы так же легко, как стекло.

На протяжении десятилетий в науке царило правило: чем медленнее плавится материал и чем он податливее в обработке, тем хрупче он становится в результате. Команда профессора Яспера ван дер Гухта опровергла это предположение. Созданный ими комплексимер плавится достаточно медленно для тщательного формирования, однако остается настолько прочным, что при падении на твердую поверхность он отскакивает, а не разлетается вдребезги.

Секрет успеха кроется в инновационном способе соединения молекул. В отличие от обычных пластмасс, где молекулярные цепочки прочно «сшиты» химическим клеем, в комплексимерах действуют физические силы притяжения. Одна половина цепочек в структуре имеет положительный заряд, а другая отрицательный. Они притягиваются друг к другу подобно магнитам, что создает дополнительное пространство между молекулами. Именно это молекулярное «место для дыхания» позволяет материалу поглощать удары и одновременно оставаться пластическим при высоких температурах.

Практическое применение этого «невозможного» гибрида открывает невероятные перспективы для бытового сектора. Благодаря тому, что цепочки держатся на физических силах, материал способен к самовосстановлению. Например, если на садовой мебели или кровельной панели из комплексимера появится трещина, ее можно будет отремонтировать самостоятельно. Для этого достаточно нагреть поврежденный участок обычным феном и сжать края – молекулярные «магниты» автоматически восстановят связь.

Хотя текущая версия разработки базируется на ископаемом топливе, команда WUR уже работает над созданием биооснованного варианта. Вутер Пост, старший научный сотрудник проекта, отмечает, что эта технология позволит создавать пластики, которые не только легко ремонтируются, но способны быстро разлагаться биологическим путем. Приоритетом профессора Ван дер Гухта является переход к устойчивому производству, чтобы научное достижение способствовало глобальной экологической безопасности.