Однако эластомеры не могли самостоятельно восстановить себя после повреждений. Поэтому данный материал использовали в дальнейшем для создания полимеров, способных к самовосстановлению. Так ученым удалось получить материал, который мог самостоятельно «отремонтировать» себя после повреждения и даже прикрепиться к обрезанному краю. Несмотря на то, что исследователям удалось достичь такого значительного прогресса, эластичность полученных материалов была очень слабой, чтобы использовать их для создания искусственных мышц. Поэтому так и не удалось создать синтетическую мышцу, которая может восстановить саму себя.

Искусственные мышцы могут самостоятельно восстановить себя
Отдельные куски (один специально окрашен в черный цвет) нового эластомера соединились вновь
между собой практически идеально, восстановив при этом 90% эластичности материала
Фото: Science

Но это было до недавнего времени. Американские ученые из Стэнфордского университета рассказали Nature Chemistry про группу эластомеров под названием Fe-Hpdca-PDMS, сообщает журнал Science. Этот материал состоит из длинных, беспорядочно переплетенных полимерных цепей, содержащих кислород, кремний, азот, атомы углерода, смешанные с солью железа. Такие полимерные цепи похожи на струны, соединенные между собой резинками в точках пересечения. Подобная структура не мешает полимерным цепям изменять свое местоположение в целом, поэтому материал способен хорошо растягиваться. Поперечные связи при этом сохраняют свою первоначальную форму, и в результате эластомер получился и гибким, и прочным одновременно.

 

Что касается способности к самовосстановлению, то американским химикам удалось создать материал, который самостоятельно устраняет свои повреждения в течение 72 часов. Это происходит благодаря тому, что атомы железа с одной стороны отверстия притягиваются к атомам кислорода и азота с другой стороны. Даже когда эластомер был разрезан на две отдельные части, он восстановился практически идеально (было восстановлено 90% его эластичности).

 

Когда исследователи использовали электрическое поле поперек полимеров, длина материала быстро увеличилась приблизительно на 2%. После деактивации электрического поля эластомер вернулся в прежнюю форму.

 

Заметным недостатком материала, изобретенного американскими химиками, является тот факт, что электрическое поле мало повлияло на увеличение размера эластомера. Полученный в результате эксперимента процент удлинения полимера значительно уступает сокращающейся способности настоящей мышцы (2% против 40% соответственно).

 

Зехан Бао (Zhenan Bao), руководитель исследовательской группы, работающей над Fe-Hpdca-PDMS, отметил, что он и его коллеги не преследовали цель создать лучший искусственный мускул. Американские ученые поставили перед собой задачу по проектированию нового материала, способного к достаточному растяжению и самовосстановлению. По словам Бао, искусственные мышцы – это одно из возможных применений их эластомера.