Selvreparerende eksempel på skosåle. Etter å ha blitt skåret over bringes såledelene i kontakt igjen ved 60 °C i to timer. Bilde: NPG Asia Materials.

Forskere ved University of Southern California (USC) har utviklet et 3d-printet gummimateriale som har den egenskapen at det kan reparere seg selv.

Dette elastomeret har potensial for å korte ned produksjonstid og forlenge levetiden for slike ting som sko, dekk, myke kunstige lemmer og elektronikk. Det selvreparerende materialet ble 3d-printet ved en skreddersydd fotopolymerisasjonsprosess.

– Det er konkurranse mellom disse to egenskapene, forklarer Qiming Wang, Assistant Professor på USC. – Og til slutt fant vi formelen som kan både høyne selvrepareringen og relativt rask fotopolymerisasjon.

Eksemplene som er lagd for å teste det selvreparernde materialet. Bilde: NPG Asia Materials.

Endre fotopolymerisering for å utvikle selvreparerende disulfider

Forskningsrapporten med detaljene om disse materialene har fokus på fotopolymerisasjonsreaksjonen til den alkohol-analoge kjemiske gruppen av tioler. Forskerne la inn et oksyderende stoff i prosessen, noe som forandret tiolene til en annen kjemisk gruppe som kalles disulfider. Denne nye gruppen kjemikalier har muligheten til å føye seg sammen igjen når de er ødelagt, noe som muliggjør selv-reparering. Utfordringen var at forskergruppen måtte finne den eksakte mengden av oksyderende stoff for å oppnå effekten uten tap av egenskaper.

–Når vi gradvis øker mengden av oksiderende stoff blir den selvreparerende effekten sterkere, men samtidig blir fotopolymisasjonen svakere, beskriver Wang.

Forskerne publiserte et studie hvor de viser materialets muligheter på en rekke produkter. De forskjellige objektene ble kuttet i to, og etter to timer i 60 grader Celsius var produktene helt reparerte. Reparasjonstiden avhenger av temperaturen.