Selvhelbredende belegger betyr slutt på sprukne telefoner, sier forsker

Tenk deg en mobiltelefon som kan helbrede fra kutt og riper akkurat som menneskekroppen kan. For kinesisk forsker Ming Yang og hans team ved Harbin Institute of Technology, er det egentlig ikke et spørsmål om å forestille seg lenger: De har utviklet en ny type smart belegg som klarer å være både myk og hardt, ikke ulikt vår egen hud.

"Vi laget et selvhelende belegg med en hardhet som til og med nærmer seg tannemaljen ved å etterligne strukturen av epidermis, sier Yang. Omvendt. "Dette er den mest ønskelige egenskapskombinasjonen i dagens selvhelende materialer og belegg."

Som beskrevet i et papir publisert onsdag i ACS Nano, dette nye materialet er langt fra det første smarte belegget, med tidligere forskning på både myke og harde beleggingsalternativer. Yang sier at det er et stort globalt behov for bedre selvhelbredende materialer.

"Nå snakker folk alltid om miljø og energi," sier han. "Et selvhelende materiale kan bidra til å spare mye penger og energi ved hjelp av en smart, miljøvennlig måte. Men dagens selvhelbredende materialer og belegg er vanligvis myke og slites ut raskt. Dette kan gi potensielle problemer med håndtering av plastavfall."

Dette nye materialet kunne løse disse avfallsprosessene, da det kommer nærmere enn noen forgjenger for å kombinere fleksibiliteten til et mykt belegg og elastisiteten til et hardt belegg, uten den korte levetiden til den tidligere eller britleness av sistnevnte. Dette kan være det beste fra begge verdener.

- Trikset er å bruke kunstige materialer på naturens måte, sier Yang. "Flerlagsstrukturen er nøkkelen. Ved å plassere et hardt lag som inneholder grafenoksid på toppen av et mykt lag, skaper vi en smart hybridisering du kan få mest mulig ut av."

Grafenoksydmaterialet som brukes i beleggets topplag, er vanskeligere enn hudceller, og gir en tøhet nærmere tennemaljen. Det fantastiske, ifølge Yang, er at beleggets harde og myke lag er i stand til å jobbe sammen for å skape helbredende egenskaper som heller ikke kan oppnå på egen hånd.

"Det er spennende å se at vi kan integrere krevende egenskaper i to naturlige strukturer, nemlig selvhelbredende egenskaper i hud og mekanisk stivhet og hardhet i tannemalje, til et kunstig smart belegg, sier Yang. "Og dette designprinsippet er sannsynligvis nyttig for ethvert selvhelende polymersystem."

Resultatet er et potensielt langt varig smart belegg som kan beskytte alt fra telefoner til bygninger fra riper, mens dets bakteriedrepende egenskaper betyr at det også kan være nyttig i biomedisinske enheter.

Nå er det bare et spørsmål om å skape et labskapskap til noe som faktisk kan nå markedet. Det er noen praktiske problemer som må løses først for at det skal skje.

"Den nåværende forskningen bruker molekylær montering for å oppnå den ønskelige strukturen," sier Yang. "I fremtiden trenger vi en mer effektiv måte å akselerere produksjonslinjen på. Spray-assistert belegg kan være et godt valg. Vi prøver også å anvende lignende designprinsipper til andre selvhelende polymerer, spesielt de som allerede er kommersielt tilgjengelige."

Likevel sier Yang at han er optimistisk at dette smarte belegget kunne utgjøre i tiden med selvhelbredende, riperesikre smarttelefoner i den nærmeste nær fremtid.

"Jeg er positiv at et prototypeprodukt basert på vårt design kan være tilgjengelig om ett til to år," sier Yang. "Det er imidlertid fortsatt en lang vei å gå før et modent produkt kan utvikles, noe som vil kreve mange tilbakemeldinger fra kunder og deltakelse fra investorer og potensielle partnere. Jeg vil ikke bli overrasket om dette ville ta fem år eller mer."