نانوپوشش پلیمری هوشمند با قابلیت خود ترمیم شوندگی

محققان آلمانی موفق به ساخت پوششی هوشمند با قابلیت خود ترمیم شوندگی شدند. این پوشش پلیمری حاوی نانوذرات می‌تواند از سطح در برابر خوردگی حفاظت کند و در صورت آسیب دیدن، خود را ترمیم کند.

پژوهشگران موسسه ماکس پلانک در دوسلدورف گام‌های موثری در مسیر توسعه پوشش‌های ضدخوردگی با قابلیت خود ترمیم شوندگی برداشته‌اند. این گروه تحقیقاتی موفق به کپسوله کردن نانوذراتی با قابلیت ضدخوردگی درون پوشش پلیمری شدند. محققان این پوشش را روی سطح فلزی اعمال کرده و آن را در معرض شرایط سخت خوردگی قرار دادند. نتایج نشان داد که کپسول‌ها در اثر ترک‌خوردگی، باز شده و از سطح محافظت می‌کند. در نهایت محققان نشان دادند که این کپسول در صورت پاره شدن موادی آزاد می‌کند که قابلیت ترمیم سطح آسیب دیده را داراست.
مایکل روهودر، رهبر این تیم تحقیقاتی می‌گوید: ما در این پروژه به دو دستاورد جدید رسیدیم، پوششی ارائه کردیم که از سطح محافظت کرده و هم دارای قدرت خود ترمیم شوندگی است. این گروه تحقیقاتی در میان کپسول‌ها، ذرات فلزی قرار دادند تا با این کار سطح فلز حاوی پوشش هدایت الکتریکی داشته باشد. پژوهشگران روی این سطح آب نمک (به عنوان محلول خورنده-مترجم) ریختند تا قدرت محافظت پوشش را محک بزنند. نتایج نشان داد که محافظت از سطح به خوبی انجام می‌شود.
مایکل روهودر می‌افزاید: چیزی که در این پروژه اهمیت دارد این است که برای باز کردن کپسول از سیگنال مناسب استفاده شود. کپسول‌ها در اثر فشار مکانیکی حاصل از خراشیدگی می‌توانند باز شوند. همچنین با تغییر pH محیط نیز می‌توان آنها را باز کرد، تغییر pH بخشی از فرآیند خوردگی است. این گروه تحقیقاتی از یک روش الکتروشیمیایی برای باز کردن کپسول‌ها استفاده کردند. مایکل روهودر می‌گوید: ما به این پوشش، پتانسیلی اعمال کردیم؛ این پتانسیل در صورت شروع فرآیند خوردگی، کاهش می‌یابد. این تغییر پتانسیل به‌عنوان سیگنال قابل اعتمادی برای باز کردن کپسول مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای این که بتوان فرآیند باز شدن کپسول را آغاز کرد باید تماس الکتریکی نیز انجام شود. این کار توسط نانوذرات موجود در میان نانوکپسول‌ها و فلز انجام می‌شود. با افزایش پتانسیل و رسیدن به حد نرمال، کپسول سیگنالی را مبنی بر اتمام خوردگی دریافت می‌کند؛ در چنین شرایطی کپسول خود را ترمیم کرده و حفره بسته می‌شود. نتایج نشان داد که فرآیند خورده شدن و ترمیم می‌تواند تا 80 بار تکرار شود بدون این که عملکرد پوشش مختل شود. از این روش برای ساخت پوست مصنوعی نیز می‌توان استفاده کرد.