Sofern es nicht in der Mikrowelle geschmolzen oder von einer Recyclingmaschine zerkleinert wird, ändert Kunststoff normalerweise seine Form nicht. Das ist ein Vorteil, wenn es darum geht, Soda zu halten oder Türverkleidungen für Autos herzustellen. Aber Kunststoffe, deren Form sich im Laufe der Zeit ändert, können unter anderem bei der Herstellung von medizinischen Geräten hilfreich sein.
Das ist einer der Gründe, warum der Professor für Polymerchemie Sergei Sheiko und ein Forscherteam der Universität von North Carolina, Chapel Hill, ein Hydrogelpolymer entwickelt haben, das die Form innerhalb von Minuten oder Stunden ändert, berichtet Ian Sample vom Guardian.
Um die Eigenschaften des Materials zu demonstrieren, konstruierte einer der Absolventen von Sheiko eine pink-rote Kunstblume mit einem Durchmesser von nur wenigen Zentimetern. In einem faszinierenden Video scheint die künstliche Blume im Laufe der Zeit zu erwachen und zu blühen.
„Ich war so überrascht, als ich die Blume zum ersten Mal sah. Es sieht so echt aus “, erzählt Sheiko Sample. „Es ist ein totes Stück Material. Wenn Sie die Farbe entfernen, ist es nur weißes Polymer. Es ist, als hätten wir dem Material Leben eingehaucht. “Details des Materials erscheinen in der Fachzeitschrift Nature Communications.
Andere Forscher haben ähnliche verwandelnde Materialien entwickelt, berichtet Sandrine Ceurstemont von New Scientist. Aber diese benötigen äußere Reize wie Hitze, Licht oder pH-Änderungen, um die Formumwandlungen auszulösen. Dieses neue Material wird jedoch die Änderung nach einer bestimmten Zeit selbst initiieren. "In bestimmten Situationen, wie in Ihrem Körper oder im Weltraum, sind externe Auslöser nicht zulässig oder unwirksam", sagt Sheiko Ceurstemont. "Man möchte einfach, dass ein Objekt zu einem bestimmten Zeitpunkt seine Form ändert."
Das Team verwendete ein weiches Polymer und modifizierte seine Molekülstruktur, um den formverändernden Kunststoff zu entwickeln. Laut Charles Q. Choi von Live Science hat das Material zwei Arten chemischer Bindungen. Ein Satz von Bindungen ist elastisch und hält die Energie, die die Formänderung antreibt. Der andere Satz von Bindungen steuert, wie lange der Formänderungsprozess stattfindet. Durch die Optimierung des Prozentsatzes dieser Bindungen können die Forscher bestimmen, ob sich das Polymer in Stunden oder Sekunden verändert.
Die naheliegendste Anwendung wäre in der Medizin, wo Implantate durch kleine, nicht-invasive Schnitte eingeführt werden könnten, bevor sie sich in ihre endgültige Form entfalten. "Die allgemeine Motivation hinter dieser Arbeit war es, synthetische Materialien mit Funktionen und Eigenschaften lebenden Gewebes auszustatten", sagt Sheiko Choi. Er sagt auch, dass die Technologie erst am Anfang steht. Er möchte herausfinden, wie eine zeitgesteuerte Verzögerung bei der Formänderung codiert werden kann, und nach einer Möglichkeit suchen, eine Folge mehrerer Formen zu erzeugen.
