Wetenschappers maken aanraakgevoelig en zelfhelende polymeer

Wetenschappers hebben een materiaal ontwikkeld dat zich na schade automatisch herstelt en bovendien geprikkeld kan worden door aanrakingen. Hierdoor is het materiaal mogelijk geschikt voor gebruik in geavanceerde protheses.

Het materiaal bestaat uit een speciaal ontwikkeld soort plastic gecombineerd met nikkel, waardoor het resultaat zowel een herstellend vermogen als geleidingsmogelijkheden verkreeg. Uit tests blijkt dat de structuur van de polymeer na schade, bijvoorbeeld door een snede of scheur, binnen dertig minuten weer volledig is hersteld. Vanwege het zelfhelende vermogen biedt het materiaal uitkomst voor protheses, waarbij eventuele schade, bijvoorbeeld door een wond, automatisch kan worden hersteld. Overigens bleek het materiaal na het oplopen van schade binnen enkele seconden driekwart van de originele sterkte en geleidingscapaciteit te hebben hersteld.

Naast het zelfhelende vermogen biedt de geleidingscapaciteit de mogelijkheid om het materiaal in te zetten als een soort kunsthuid. Door tast te kunnen simuleren zou de polymeer bij uitstek geschikt zijn voor handprotheses. Naast medische toepassingen zou het materiaal ook dienst kunnen doen in elektriciteitscentrales: het zelfhelende vermogen zou de stroomgeleiding automatisch kunnen laten hervatten na schade. Het is nog onduidelijk wanneer de eerste praktische toepassingen kunnen verschijnen.

Eerder slaagden wetenschappers er al in om tast te simuleren door middel van een kunsthuid. Deze is gemaakt van stukjes silicium en gouddraad, dat verwerkt is in een polymeer. De nephuid kan als een soort handschoen worden gedragen.

Reacties (25)

[ruurd v.]

Overigens bleek het materiaal na het oplopen van schade wel nog maar driekwart van de originele sterkte en geleidingscapaciteit te hebben.

Erg interessant, maar het artikel is een beetje onvolledig. In het bron-artikel staat dit namelijk vermeldt:

The researchers took a thin strip of the material and cut it in half with a scalpel. After gently pressing the pieces together for a few seconds, they found the material gained back 75 percent of its original strength and electrical conductivity. The material was restored close to 100 percent in about 30 minutes.

Hier nog wat achtergrond in hoe het materiaal zichzelf kan helen:

They started with a plastic consisting of long chains of molecules joined by hydrogen bonds – the relatively weak attractions between the positively charged region of one atom and the negatively charged region of the next.
"These dynamic bonds allow the material to self-heal," said Chao Wang, a co-first author of the research. The molecules easily break apart, but then when they reconnect, the bonds reorganize themselves and restore the structure of the material after it gets damaged, he said. The result is a bendable material, which even at room temperature feels a bit like saltwater taffy left in the fridge.

[Reactie gewijzigd door ruurd v. op 24 juli 2024 13:02]

[Turbots]

3-kwart van de sterkte van het materiaal, niet 3-kwart van de massa van het materiaal... Alles zal zich misschien wel herstellen, maar met een lagere sterkte én geleidingscapaciteit. Jouw quote was goed, je eigen interpretatie minder

edit: never mind, volgens mij had je het wel door

[Reactie gewijzigd door Turbots op 24 juli 2024 13:02]

[HoppyF]

Ik vraag me af hoe dat zelfhelende effect werkt.
Dit zou betekenen dat er extra materiaal ergens vandaan moet komen om een beschadiging te kunnen herstellen. Stel dat er 1 procent materiaal verdwijnt door een beschadiging hoe wordt die 99% dan aangevuld tot 100% of blijft het gewoon 99%?

[Leech117]

Ik denk dat je het een beetje te 'perfect' voorstelt. Je zou de menselijke huid als ideaal voorbeeld kunnen nemen waar de zelfhelende materialen zich eigenlijk naar richten: zolang de beschadiging niet té groot is zal (mits voldoende tijd) die zich nagenoeg volledig herstellen naar de oorspronkelijke vorm en sterkte. Indien de beschadiging echter van die aard is dat er effectief materiaal verdwijnt, dan kan dit niet aangevuld worden met nieuw materiaal (of huidcellen) vanuit het niets. Als je bijvoorbeeld een teen of vinger verliest gaat die ook niet terug groeien, dit ben je kwijt en je lichaam zal de schade herstellen waar het kan.

Hetzelfde geldt voor dit type materialen, ze kunnen de schade die je aanbrengt herstellen zolang deze niet al te groot is of van die aard dat ze herstelbaar is, zoals bijvoorbeeld haarscheurtjes in de vleugels van vliegtuigen. Hier gaat er geen materiaal verloren maar worden er enkel atomaire bindingen gebroken die niet zomaar terug zullen worden hersteld. Bij dit materiaal echter zijn de 'waterstofbruggen' reversibel (louter elektrostatisch), wat ze dus hun zelfherstellende eigenschappen verleent. Maar deze zijn dan weer niet zo sterk als een klassieke covalente of metaalrooster binding.

Het materiaal kan dus niet regenereren maar wel opgelopen schade zoals scheuren bijna volledig herstellen.

[Noeandee]

Dit is echter wel significant anders dan de menselijke huid. Als er namelijk effectief materiaal is verdwenen, dan kan je dat materiaal extra aanbrengen en de structuur zal zich verder herstellen en verstevigen met een veel snellere hersteltijd dan het menselijke lichaam ooit zou kunnen. Ik vind alleen de toepassing in protheses niet zo voor de hand liggend. Er zijn toch veel leukere toepassingen te verzinnen voor zelf-herstellend materiaal?

Misschien dat dit materiaal (mits niet al te duur geproduceerd) ook gebruikt kan worden in bijvoorbeeld rubber boten. Steek je dat ding lek, dan herstelt tie weer hehe.

[MLess]

ik denk dat je boot dan na een halfuur al wel leeggelopen is

[ThemNuts]

Denk dat hier eerder 99% over blijft en dit materiaal wordt 'uitgerokken ' tot ze opnieuw hechten. Daarom ook de 3 kwart sterkte na het genezen.

[thedicemaster]

die 3 kwart is na een paar seconden.
het "genezen" is pas na zo'n 30 minuten klaar, waar bij de sterke meer richting de 99.9% zit.

[bigbadbull]

uit de quote van het origineel artikel is op te maken en ook uit het tweakers artikel trouwens dat het gaat over scheuren en sneden.
bij dergelijk beschadigingen gaat er geen materiaal verloren.
"Schaafwonden" worden hierdoor niet zomaar genezen.

[himlims_]

Is dit nu de werkelijke (productie) versie van het in 2007 gepubliceerde materiaal; http://www.sciencedirect....cle/pii/S0167577X06008391

[Inrage]

Dat zal dan gewoon 99% blijven. Daarom ook de "close to 100%" in het artikel (niet in dat van tweakers)

[Anoniem: 399807]

Reddingsboten of rubberboten zouden hiervan profiteren wellicht. Veel toepassingen mogelijk.

[SteroiD]

Ik denk niet dat dit gaat werken in een omgeving waar quasi continue water door de "wonde" stroomt. Het zelfhelende principe werkt namelijk door het herstellen van waterstofbruggen tussen de verschillende polymeerketens (zo heb ik het allesinds toch verstaan uit het bronartikel). Deze brugvorming gaat volgens mij volledig verloren in een (zout)waterige omgeving.

In maritieme omgeving lijkt mij dit dus niet echt veel toekomst te hebben. Toch is het een leuke ontwikkeling voor idd protheses. Moet je niet altijd naar de dichtbijzijnde specialist hollen als je in je kunsthand snijd, of met je kunstbeen tegen een scherp tafeltje aanloopt.

[Wampa1]

Is een beetje jammer dat ze er niet bij zeggen waar en wat voor wetenschappers dit hebben gecreëerd.

Niet dat het er heel veel toe doet maar vind ik wel leuk om te weten.

[TimMer]

T-1000 anyone?

Prachtige uitvinding dit, hoewel het uiteraard nog in de kinderschoenen staat. Vooral de hersteltijd na indrukken zal flink omlaag moeten om een realistische nabootsing van bijvoorbeeld een hand te krijgen.

[Anoniem: 357391]

Ik wilde net reageren met 'Skynet zal tevreden zijn'.
Dit is wel zo'n gevalletje waar ik zowel de voors (protheses) als de tegens (oorlogsmaterieel) zie.

[knightofn1]

grappig het deed mij eerder denken aan syndicate en ghost in the shell
( vooral hoe de cyborgs werden gemaakt in het voorfilmpje )

[Reactie gewijzigd door knightofn1 op 24 juli 2024 13:02]

[varttaanen]

Jeetje, een self-healing material dat niet van Sottos, White of Moore is. Het moet niet gekker worden.

[Nickvdd]

Zou dit in kleding verwerkt kunnen worden, als superpak zoiets als bij Crysis bv Anyone?

[gaurdian]

Ben ik de enige die denkt aan deze techniek, toegepast in mobiele telefoons? Sterke polymeren zoals bij de 920 zijn leuk, maar zelfhelende polymeren zijn natuurlijk geweldig!
Edit: Plus aanraakgevoeligheid (weet niet hoe nauwkeurig dat is) kan natuurlijk goed worden toegepast in telefoons.

[Reactie gewijzigd door gaurdian op 24 juli 2024 13:02]

[i0ne]

Je bent duidelijk niet de enige. Aan deze toepassing moest ik ook gelijk denken toen ik de kop las. Het zou een hele verbetering zijn als de telefoon zichzelf zou kunnen 'helen' na krassen of een val. Het zal uiteindelijk wel zijn weg vinden naar commerciele doeleinde.