Intelligens anyagok készülnek Debrecenben

Különböző összetételű poliuretán blokk-kopolimerek alakemlékező képessége. Az első oszlopban az állandó alak látható, a másodikban egy átmeneti alak a harmadikban pedig a visszanyert forma.

Egy festék, ami a kisebb karcolásokat magától korrigálja? Egy ruha, amit ha hajszárítóval melegítünk önmagát vasalja ki? Az ilyeneket hívjuk intelligens anyagoknak. A megnevezés talán kissé megtévesztő. Csupán arról van szó, hogy vannak olyan speciális anyagok, amik külső beavatkozásra az előre várt, kedvező irányba változtatják meg a tulajdonságaikat. Tipikus példa erre a zsugorfólia, ami hő hatására akár a mérete negyedére is össze tud menni. De a technológiát használják már a csőhálózatok építésénél is: ugyanis ha két intelligens anyagból készült egységet összeraknak, akkor fizikai vagy kémiai kezelés után a csővégek szorosan fognak egymásba illeszkedni.

Új típusú intelligens anyagok kifejlesztésén és vizsgálatán dolgoznak a hajdú-bihari megyeszékhelyen is. A Debreceni Egyetemen létrehozott interdiszciplináris kutatócsoportok erre a célra 800 millió forint uniós pályázati támogatást kaptak. Ennek keretében két különböző irányban indultak el. Az egyik kutatás célja az alakmemóriával bíró fémek és műanyagok előállítása. Ezek átmeneti alakja egy adott hőmérsékleten beállítható, állandó formájukat pedig e hőmérséklet fölé melegítve, az anyagban ébredő rugalmas feszültségnek hála vissza tudják nyerni.

Egy ilyen anyagból készült sebvarró fonalnak pusztán a vér melege elég lehet, hogy beindítsa a memóriahatást, és így a fonal felvegye a kívánt alakot, ezáltal az összevarrt szövetek a megfelelő pozícióba húzódhatnak.

A kutatócsoportok olyan anyagokon is dolgoznak, amelyek más külső behatásra, például a kémiai környezet – mondjuk a pH érték – változására reagálnak.

A másik kutatási irány az önjavító anyagok fejlesztése. „Ezeknél az anyagoknál a külső fizikai behatások csak nanométer skálán mérhető kémiai reakciókat indítanak be, amik a bőrünkhöz hasonlóan, eltüntetik a kisebb sérüléseket.” – tájékoztat Kéki Sándor, a Debreceni Egyetem Alkalmazott Kémiai Tanszékének vezetője és a projekt szakmai vezetője. Mint hozzátette: „ilyen anyagok alkalmazása lehetővé válik a legújabb okostelefonokban is, hiszen a használat során a burkolaton keletkezett karcok önmaguktól ’begyógyulnak’.”

Ahhoz, hogy a kutatás sikeres legyen több tudományág képviselőinek, így a kémiában, a fizikában és az orvos-biológiában járatos szakembereknek kell szorosan összedolgozniuk. A 2015-ig tartó projektben előreláthatóan több mint hetvenen dolgoznak, az általuk elért új eredményeket pedig, várhatóan az orvostudománytól az űrkutatásig rendkívül széles körben lehet majd hasznosítani.

A programba a doktoranduszokat és az egyetemi hallgatókat is be fogják vonni, az eredményeket pedig lehet, hogy az oktatási anyagba is be tudják majd építeni.

Írta: Devecsai János