Patent na samonaprawę [Eureka! DGP]

Dla astronautów...

Wyobraź sobie, czytelniku, że jesteś astronautą w dalekiej podróży kosmicznej i masz ograniczone zasoby sprzętu. W trakcie naprawy statku używasz rękawic, abyś się nie pokaleczył. Nagle ostry wystający drut rozrywa je. W zwykłych warunkach użyłbyś kolejnej pary, ale to była właśnie ostatnia… Jednak gdyby te rękawice były zrobione z polimeru opracowanego na Politechnice Łódzkiej, byłbyś uratowany.

– W naturze często obserwujemy zjawisko samoleczenia. Nawet kiedy skaleczymy się sami, dochodzi przecież do zabliźnienia rany. Stąd pomysł, aby te zdolności przenieść na materiały i przedłużyć ich żywotność – opowiada dr inż. Olga Olejnik, absolwentka studiów doktoranckich Wydziału Chemicznego Politechniki Łódzkiej. W ramach jej doktoratu powstał nowatorski i ekologiczny materiał polimerowy, posiadający zdolność samonaprawy. – Pani doktor korzystała z ekstraktów roślinnych. Mogą pochodzić one z warzyw, owoców czy kwiatów, które same w procesie biosyntezy generują je. Uzyskanie ekstraktów w laboratorium jest czasami wręcz niemożliwe – mówi prof. Anna Masek z Instytutu Technologii Polimerów i Barwników, Wydziału Chemicznego PŁ, kierownik zespołu badawczego zajmującego się biopolimerami.

W rezultacie pracy zespołu, w skład którego wchodziły obie naukowczynie, powstał materiał polimerowy na bazie epoksydowanego kauczuku naturalnego oraz krzemionki i kwasu taninowego. Posiada on właściwości samonaprawiające i składa się głównie z substancji pochodzenia roślinnego.

A cały proces samonaprawy wygląda niezwykle prosto. – Nagraliśmy film, w którym pokazujemy, jak próbkę w formie elastycznego paska przecinamy na pół, całkowicie ją niszcząc. Następnie przecięte brzegi łączymy ponownie. Po 60 sekundach materiał się zabliźnia, nie tracąc właściwości mechanicznych, zwłaszcza wytrzymałości na rozciąganie oraz wydłużenia przy zerwaniu – opowiada dr Olejnik. Jeśli ująć rzecz naukowo: najpierw dochodzi do rozerwania łańcuchów oraz wiązań, a później do ich ponownego połączenia. To wynika z właściwości samego materiału, nie wydobywa się z niego żadna substancja, która „sklejałaby” jego brzegi.

Cały proces zachodzi w temperaturze pokojowej, ale najlepszą wydajność naprawy osiągano w temperaturze 80 st. C. Testy ujawniły, że materiał powracał wtedy do 93 proc. pierwotnej wytrzymałości. – Na razie przeprowadziliśmy badania samych materiałów, natomiast jeśli chodzi o formowanie rękawic czy powleczeń gumowych na tekstylnej bazie, jest przed nami bardzo duże pole, jeśli chodzi o działania. Musimy sprawdzić, jak to działa – mówi dr Olejnik.

BHP strażaków i żołnierzy

I jest ku temu okazja, bo łódzka badaczka jest zatrudniona w Centralnym Instytucie Ochrony Pracy – Państwowym Instytucie Badawczym. To placówka najbardziej zaangażowana w opracowywanie nowych technologii związanych z ochroną pracy w Polsce. Będzie tam pracowała nad stworzeniem samonaprawiających się rękawic ochronnych, które można byłoby wykorzystywać nie tylko w kosmosie. Dzięki przedłużonej żywotności znakomicie mogłyby służyć m.in. strażakom, żołnierzom, budowlańcom – wszędzie, gdzie potrzebna jest ochrona dłoni.

– Zawsze daje się od trzech do pięciu lat na proces komercjalizacji, ale by go wdrożyć, należy osiągnąć pewien określony poziom gotowości technologicznej. Mamy typową pracę naukową ze wskazaniem na zastosowanie. Trzeba będzie jeszcze popracować, ale rezultaty mogą być imponujące z dużym potencjałem wdrożeniowym dla wielu gałęzi przemysłu od wyrobów medycznych po materiały dla wojska – podkreśla prof. Anna Masek.

Praca dr Olejnik nie tylko zyskała uznanie Urzędu Patentowego, który przyznał jej patent, ale i Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Łodzi. W konkursie „Ekologiczny magister i doktor” na najlepsze prace magisterskie oraz rozprawy doktorskie z dziedziny ochrony środowiska, naukowczyni zdobyła tytuł Ekologicznego doktora. – W Centralnym Instytucie Ochrony Pracy mam możliwość rozpoczęcia mniejszego projektu statutowego, zrobimy rękawice i będziemy je testować – mówi dr Olejnik.

Zanim jednak wynalazek opracowany w Łodzi poleci w kosmos, może znaleźć zastosowanie na polu walki czy strażackiej akcji ratowniczej, gdzie przecięta rękawica zabliźni się na słońcu albo pod wpływem ciepła kubka z herbatą. ©Ⓟ