طوّر باحثون إلاستومرًا جديدًا من البولي يوريثان، يعتمد على شبكة تكيفية تساهمية ديناميكية مشتقة من حمض الأسكوربيك (A-CCANs). ومن خلال الاستفادة من التأثير التآزري لترابط الكيتو-إينول وروابط الكاربامات الديناميكية، تُحقق هذه المادة خصائص استثنائية: درجة حرارة تحلل حراري تبلغ 345 درجة مئوية، وإجهاد كسر يبلغ 0.88 جيجاباسكال، وقوة ضغط تبلغ 268.3 ميجاباسكال (امتصاص طاقة يبلغ 68.93 ميجاجول/متر مكعب)، وإجهاد متبقي أقل من 0.02 بعد 20,000 دورة. كما تتميز هذه المادة بقدرتها على الشفاء الذاتي في غضون ثوانٍ، وكفاءة إعادة تدوير تصل إلى 90%، مما يُقدم حلاً رائدًا لتطبيقات الأجهزة الذكية والمواد الإنشائية.
قامت هذه الدراسة الرائدة ببناء شبكة تكيفية تساهمية ديناميكية (A-CCANs) باستخدام حمض الأسكوربيك كوحدة بناء أساسية. ومن خلال ترابط كيتو-إينول الدقيق وروابط الكاربامات الديناميكية، تم إنتاج إلاستومر بولي يوريثان استثنائي. تُظهر المادة مقاومة حرارية تُشبه مقاومة بولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) - بدرجة حرارة تحلل حراري تصل إلى 345 درجة مئوية - مع توازن مثالي بين الصلابة والمرونة: إجهاد كسر حقيقي يبلغ 0.88 جيجاباسكال، والقدرة على الحفاظ على إجهاد يبلغ 268.3 ميجاباسكال تحت إجهاد ضغط بنسبة 99.9% مع امتصاص 68.93 ميجا جول/متر مكعب من الطاقة. والأكثر إثارة للإعجاب هو أن المادة تُظهر إجهادًا متبقيًا أقل من 0.02% بعد 20,000 دورة ميكانيكية، وتلتئم ذاتيًا في غضون ثانية واحدة، وتحقق كفاءة إعادة تدوير تبلغ 90%. توفر استراتيجية التصميم هذه، التي تحقق المثل القائل "الحصول على مخلب السمكة والدب في نفس الوقت"، حلاً ثوريًا لتطبيقات مثل الأجهزة الذكية القابلة للارتداء ومواد التبطين في مجال الطيران والفضاء، حيث تكون القوة الميكانيكية والمتانة البيئية أمرًا بالغ الأهمية.
وقت النشر: ٢٨ أغسطس ٢٠٢٥