自己修復コーティングはひびの入った電話の終わりを意味する、と科学者は言う

人体のように切り傷や引っかき傷から癒すことができる携帯電話を想像してください。中国の研究者Ming Yangとハルビン工科大学の彼のチームにとって、もはや想像することはそれほど問題ではありません。彼らは両方とも柔らかい新しいスマートコーティングを開発しました。 そして 硬い、私たち自身の肌と違わない。

「表皮の構造を模倣することで、歯のエナメル質にも近い硬度を持つ自己修復コーティングを設計しました」とYangは言います。 逆 。 「これが現在の自己修復材料とコーティングにおける最も望ましい特性の組み合わせです。」

水曜日に発表された論文に記載されているように ACSナノ 、この新しい材料は最初のスマートコーティングとはほど遠いもので、以前の研究ではソフトコーティングとハードコーティングの両方の選択肢が検討されていました。 Yangは、より良い自己修復材料に対する世界的な深刻なニーズがあると言います。

「今日の人々は常に環境とエネルギーについて話しています」と彼は言います。 「自己修復材料は、スマートで環境に優しい方法を使用して、多くのお金とエネルギーを節約するのに役立ちます。しかし、現在の自己修復材料およびコーティングは、典型的には柔らかくそしてすぐに磨耗する。これは、プラスチック廃棄物の管理に関して潜在的な問題を引き起こす可能性があります。」

前者の短寿命や後者の脆さを伴わずに、ソフトコーティングの柔軟性とハードコーティングの弾力性を組み合わせることに他のどの先行技術よりも近いので、この新しい材料はこれらの無駄な問題を解決することができる。これは両方の長所であるかもしれません。

「トリックは人工的な素材を自然な方法で使うことです」とYangは言います。 「多層構造が鍵です。酸化グラフェンを含む硬い層を柔らかい層の上に配置することによって、私たちはあなたが最大限に活用できるスマートハイブリダイゼーションを作り出します。」

コーティングの最上層に使用される酸化グラフェン材料は、皮膚細胞よりも硬いため、歯のエナメル質に近い強靭性を提供します。 Yang氏によると、驚くべきことに、コーティングの硬い層と柔らかい層が連携して、どちらも独自に達成できない癒しの特性を生み出すことができるということです。

「2つの自然な構造、すなわち、皮膚の自己修復性と歯のエナメル質の機械的剛性と硬さに、要求の高い特性を統合して人工スマートコーティングにすることができるのは、とてもうれしいです」とヤンは言います。 「そして、この設計原理は、あらゆる自己修復ポリマーシステムにおそらく有用です。」

その結果、携帯電話から建物まであらゆるものを引っかき傷から守ることができる、潜在的にはるかに長持ちするスマートコーティングが得られますが、その殺菌性の特性はバイオメディカル機器にも役立つ可能性があることを意味します。

現在は、ラボの作成物を実際に市場に出せるものに変えることが問題になっています。それが起こるために最初に解決される必要があるであろういくつかの実用的な問題があります。

「現在の研究では、望ましい構造を実現するために分子集合体を使用しています」とYang氏は言います。 「将来的には、生産ラインをスピードアップするためのより効率的な方法が必要になります。スプレーアシストコーティングは良い選択です。他の自己修復ポリマー、特にすでに市販されているものにも同様の設計原理を適用しようとしています。」

それでも、Yang氏は、このスマートコーティングが比較的近い将来自己修復型のスクラッチプルーフスマートフォンの時代に問題になる可能性があると楽観的だと述べています。

「私たちのデザインに基づいたプロトタイプ製品が1〜2年以内に入手可能になることを私は確信しています」とYangは言います。しかし、成熟した商品を開発するにはまだ長い道のりがあります。そのためには、多くの顧客からのフィードバックや投資家や潜在的なパートナーの参加が必要になります。これが5年以上かかる場合でも、私は驚かないでしょう。」