Kaca yang dapat menyatu kembali setelah pecah
Sebuah kelompok riset Jepang membuat prototipe sebuah "Kaca yang dapat melakukan perbaikan diri pertama di dunia. Kaca tersebut di klaim dapat memperbaiki dirinya sendiri setelah rusak. Kaca prototipe terbuat dari bahan polimer yang disebut "polyether thiourea." Ketika kelompok mengevaluasi kinerja perbaikan material, kekuatan mekanis material dikembalikan ke tingkat yang setara dengan tingkat sebelum patah, setelah beberapa jam ikatan tekanan pada suhu kamar.
Kelompok ini dipimpin oleh Takuzo Aida, profesor di Departemen Kimia & Bioteknologi, Sekolah Teknik, Universitas Tokyo. Ini mengembangkan kaca bekerja sama dengan Yu Yanagisawa, mahasiswa pascasarjana di departemen. Polyether thiourea keras dan memiliki permukaan yang halus. Kelompok penelitian menemukan bahwa, ketika dua permukaan fraktur dari bahan ditekan satu sama lain, mereka berfusi bersama. Mempertimbangkan modulus elastis dan kekuatan mekanik material adalah 1GPa + dan 32MPa, masing-masing, itu adalah "karakteristik yang menakjubkan," kata kelompok itu. Polyether tiourea awalnya dirancang sebagai "badan perantara" untuk mensintesis polimer. Ini disebut "pati molekuler" dan sangat melekat ke permukaan molekul biologis. Kelompok ini menemukan karakteristik dalam proses ini.
Beberapa bahan polimer yang memiliki struktur yang mirip dengan polieter tiourea disintesis, dan kekuatan mekanik dan kinerja perbaikan mereka dievaluasi. Hasilnya, kelompok menemukan bahwa ada empat kondisi yang penting untuk mendesain kaca yang memperbaiki diri. Pertama, perlu untuk memastikan mobilitas lokal dengan menggunakan rantai polimer yang relatif pendek. Kedua, untuk mewujudkan kekuatan mekanik yang tinggi dengan menggunakan rantai polimer pendek, perlu untuk membentuk jembatan berkepadatan tinggi dengan ikatan hidrogen. Ketiga, jembatan high-density yang dibentuk oleh ikatan hidrogen tidak boleh menginduksi kristalisasi. Fouth, struktur yang memfasilitasi pertukaran ikatan hidrogen adalah penting. Rincian penelitian ini diterbitkan pada 14 Desember 2017, edisi versi online majalah Science dengan judul "Polimer mekanis kuat, mudah diperbaiki melalui tautan silang nonkovalen yang disesuaikan."