Megalkották az öngyógyító gumit

A párizsi kutatók Ludwik Leibler laboratóriumában zöldségek olajából nyert zsírsavakat és karbamidot, a vizelet egyik alkotóelemét használták kiindulási anyagként. A végtermék állagát tekintve átmenet a gyerekek által kedvelt nyúlós ragacs és egy gumilabda között. Nyúlik, ám ha kettévágják, egyszerű összenyomással egybe lehet ragasztani újra.

A párizsi Ipari Fizikai és Kémiai Felsőoktatási Intézetben kifejlesztett újfajta anyagnak számos alkalmazási területe lehet a ragasztóktól a kerékpárgumikig – állítják a fejlesztők.

Öngyógyító anyagokat már eddig is ismert a tudomány, ám ezeknél a részek egyesítéséhez vagy magas hőmérséklet, vagy nagy nyomás kell. Az új anyag ezzel szemben szobahőmérsékleten, egyszerű kézi összenyomással újra egyesül.

A hagyományos gumi egyetlen hatalmas, rugalmas molekulából áll, melyet erős kémiai kötések, úgynevezett kovalens kötések tartanak össze. Ebből adódik, hogy az eltört gumi darabjai nem „emlékeznek” molekulakorukra, hiába nyomkodjuk össze, nem egyesülnek újra.

Az emlékező, öngyógyító gumiban kisebb molekulacsoportok (zsírsavak) vannak. Amikor egy kétlépcsős eljárásban ezeket a molekulákat karbamiddal reagáltatják, nitrogéntartalmú kémiai csoportok, (például amidok) kötődnek a zsírsavakhoz.

A zsírsavak hidrogénkötésekkel kapcsolódnak egymáshoz az új anyagban. Ez erős vonzóerőt jelent, noha nem elsődleges, hanem másodlagos kémiai kötésről van szó hidrogénatomok hídképzésével.

A létrejövő molekula szerkezete eltér a szokványostól, egyes savmolekulákról három, másokról két csoport nyúlik ki, így nem tud határozott, merev kristályszerkezetet felvenni. Képes viszont megnyúlni, akár az eredeti mérete ötszörösére is, majd visszahúzódni eredeti formájára.

Az anyag szétvágásánál elszakadnak ugyan a hidrogénkötések, ám új atomi partnert keresnek maguknak. Amikor pedig ismét összenyomják a mesterséges gumit, újra egymásra találnak a két fél atomjai a hidrogénkötések segítségével.

Olyan sikeres az öngyógyító mechanizmus, hogy egy széttépett, majd összeragasztott darabkát 15 perc elteltével már újra kétszeresére lehet nyújtani anélkül, hogy elszakadna. A kutatók szerint még 18 óra elteltével is egyesíteni tudták a széttört gumidarabokat.

Újra összeforrasztani még csak az eredetileg együvé tartozó darabokat tudták, és amikor nem volt teljes a „gyógyulás”, könnyen eltört ismét az eredeti felszínnél az új anyag.

A fejlesztők legszívesebben játékokban látnák viszont anyagukat, egy francia vegyipari céggel már meg is kezdték a tárgyalásokat.