Çin’deki bilim insanları, kendi kendine onarma yeteneğine sahip elastomer üretmeyi başardılar. Elastomer, termoset plastikleri olarak adlandırılmaktadır. Elastomerler, doğal kauçuk veya sentetik polimerler gibi esnek ve gerilip eski haline dönebilen malzemelerdir. Bu özellikler nedeniyle elastomerler sıkıştırıldığında oda sıcaklığında düşük gerilimle uyarıldığında uzunlukları iki katından fazla uzayabilir ancak gerilimin kesilmesiyle serbest kalan elastomer eski hallerine geri dönmektedir. Kullanım alanları her geçen gün artmaktadır1. Örnek verecek olursak; otomobil lastikleri, contalar, süspansiyon sistemleri, izolasyon malzemeleri; titreşimleri sönümleme, darbelere karşı koruma ve sızdırmazlık sağlaması amacıyla kullanılmaktadır. Elastomer esnek elektronik cihazlar alanında potansiyeli yüksek bir malzemedir.
Şangay kentinde bulunan üniversitelerdeki araştırmacılar, elastomer üzerine çalışma yapmışlardır. Çalışmanın amacı şeklini ve performansı koruyan ve aynı zamanda kendi kendini yenileyebilen polimer bazlı yeni bir elastomer keşfetmekti. Yapılan araştırmalar sonucunda keşfedilen yeni polimer, esnek elektronik cihazların dayanıklılığını artırma konusunda çözüm sunmaktadır.
Son yıllarda esnek polimerler, kandaki glikoz düzeyini izlemek için yama sensörlerinde veya giyilebilir elektronik alanında kullanılmaktadır ve büyük ilgi görmektedir. Ancak Fudan Üniversitesi’nden Dr. Zili Li yaptığı açıklamada bu tür malzemelerin uzun vadedeki kararlılığı hakkında şu açıklamalarda bulunmuştur: “Esnek polimer malzemeler, yapay zeka destekli sağlık uygulamalarında kullanılmak üzere yoğun bir şekilde incelenmiştir. Polimer matrisli malzemeler, dış etkenlerin neden olabileceği hasarlara, korozyona veya işlem sırasında meydana gelebilecek hatalara karşı düşük dayanıklılığa sahip olabilirler. Bu çalışmadaki asıl amaç uzun dönemdeki güvenilirliği sağlamak ve polimer malzemenin dayanımını artırmaktır.”
Elastomer keşfi için yapılan çalışmada, mekanik özellikler bakımından dayanıklı ancak molekül içi ve moleküller arası bağların kuvvetli olmamasından dolayı esneme ve kendini onarma performansı zayıf olan PVA’yı (polivinil alkol) geliştirmeye odaklanıyor.
Araştırmacılar, PVA’yı geliştirmek için tek aşamalı esterleşme reaksiyonunu kullandılar. Aşı polimeri oluşturmak için PVA ana zincirine yan zincirler eklenmiştir ve ardından Fe+3 iyonları matrise dahil edilmiştir. Elde edilen yeni polimer madde, mekanik özelliklerini korurken aynı zamanda gerilebilirliğini (stretchability) (%1565 kırılma uzaması) ve kendi kendini onarabilme performansını (oda sıcaklığında %53,4) artırmıştır.
Araştırmacılar, ürettikleri yeni malzemeye bir gerinim sensörü oluşturmak için gümüş nanotel ağıyla kaplamış ve performans testlerine tabi tutmuştur. Ortaya çıkan sensör yüksek hassasiyet ve kendini onarma konusunda yüksek performans sergilemiştir. Araştırmacılar, elde edilen sonucun PVA bazlı elastomerin sağlık hizmetleri, elektrokardiyografi ve güvenli izleme alanında geniş bir potansiyele sahip olduğunu gösterdiğini belirttiler.
Kaynaklar
2.Xu, X., Li, Z., Huang, Y., Zhang, Z., & Xiong, S. (2023). Tailoring high mechanical performances of self‐healable poly (vinyl alcohol)‐based elastomers via judicious grafting of side chains. Polymer International.
3.https://tr.wikipedia.org/wiki/Termoplastik_elastomer#/media/Dosya:Chips_TPU_con_eurocent.jpg
4.https://phys.org/news/2023-09-scientists-self-healing-elastomer-flexible-electronics.html