Исследователи из Университета Южной Калифорнии в Технической школе Витерби разработали резиновые материалы, которые могут самовосстанавливаться после поломки или проколов. Технология может изменить ситуацию в таких отраслях, как производство обуви, шин, мягкой робототехники и даже электроники, сократив время изготовления и увеличив долговечность продукции.

Материал появился благодаря фотополимеризации, при которой свет отверждает жидкую смолу до желаемой формы или геометрии. При этом идет реакция с определенной химической группой, называемой тиолами. Добавляя окислитель в уравнение, тиолы превращаются в дисульфиды. Последние могут реформироваться при разрушении, приводя к самовосстановлению.

«Когда мы постепенно увеличиваем количество окислителя, самовосстановление становится сильнее, но фотополимеризация замедляется», — пояснил Киминг Ван (Qiming Wang), доцент Университета Южной Калифорнии. «В конце концов мы нашли соотношение, которое может обеспечить как высокое самовосстановление, так и относительно быструю фотополимеризацию».

При проведении испытаний ученые всего за пять секунд смогли напечатать квадрат размером 17.5 мм, а целые объекты — примерно за 20 минут. В своей работе они продемонстрировали способность восстановления материала для целого ряда продуктов, в том числе колодки для обуви, мягкого робота, многофазного композита и электронного датчика.

После того, как напечатанные объекты были разрезаны пополам, они смогли восстановиться всего за два часа (четыре часа потребовалось электронике из-за углерода, используемого для передачи электричества) при температуре 60° C, сохраняя свою прочность и функциональность. Кроме того, время ремонта можно уменьшить, просто повысив температуру (восстановление будет происходить и при комнатной температуре, но гораздо медленнее).

В настоящее время команда работает над созданием различных самовосстанавливающихся материалов в диапазоне жесткости от современной мягкой резины до твердых пластмасс. Они могут быть использованы для деталей автомобилей, композитных материалов и бронежилетов.