นักวิทย์จีนพัฒนาวัสดุ ‘รักษาตัวเองได้’ ในสภาวะรุนแรง

สำนักข่าวซินหัว สื่อทางการจีน รายงาน (3 มิ.ย.) — หุ่นยนต์ที่ซ่อมแซมตัวเองได้หลังได้รับความเสียหาย มักปรากฏอยู่ในภาพยนตร์ไซไฟ อย่างไรก็ตาม ภาพเหล่านี้ได้เข้าใกล้ความเป็นจริงมากขึ้น เนื่องจากมีวัสดุที่พัฒนาขึ้นจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีล่าสุด ที่สามารถซ่อมแซมตัวเองโดยอัตโนมัติและรวดเร็ว ภายใต้เงื่อนไขทุกประการ โดยเฉพาะภายใต้สภาพแวดล้อมที่รุนแรง

วัสดุสังเคราะห์ที่สามารถเลียนแบบการทำงานของเนื้อเยื่อธรรมชาติที่รักษาตัวเองได้ เช่น ผิวหนังและกล้ามเนื้อ ได้รับการพัฒนาและใช้กับผิวเทียมอิเล็กทรอนิกส์ หรือ อี-สกิน (E-skin) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้ และกล้ามเนื้อเทียม อย่างไรก็ตาม การทำให้วัสดุดังกล่าวสามารถทนต่อสภาวะที่รุนแรง เช่น ในน้ำทะเลลึกที่อุณหภูมิต่ำเป็นพิเศษ หรือในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดหรือด่างสูง ยังคงเป็นเรื่องท้าทายสำหรับนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก

เพื่อแก้ปัญหานี้ คณะนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทียนจินของจีนได้สร้างอีลาสโตเมอร์ ซึ่งเป็นยางยืดที่มีความสามารถในการรักษาตัวเอง อันผลิตจากพอลิเมอร์ที่มีลักษณะคล้ายเยลลี่สีเหลือง โดยเมื่อตัดออกเป็น 2 ชิ้น อีลาสโตเมอร์จะสามารถกลับมาเกาะติดกันได้สมบูรณ์ โดยไม่ต้องพึ่งพาพลังจากภายนอก

ผลการทดลองที่ตีพิมพ์ในวารสารเนเจอร์ คอมมิวนิเคชันส์ (Nature Communications) ฉบับล่าสุด เผยแพร่ข้อมูลของวัสดุใหม่ที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้อย่างรวดเร็วภายใน 10 นาทีที่อุณหภูมิห้อง นอกจากนี้ยังสามารถรับน้ำหนักได้มากกว่าตัวเองถึง 500 เท่าแม้ผ่านการซ่อมแซมตัวเองแล้ว

ผลการศึกษาระบุว่า วัสดุดังกล่าวยังมีประสิทธิภาพรักษาในสภาพอากาศที่หนาวถึงติดลบ 40 องศาเซลเซียส ในน้ำเค็มเข้มข้นที่อุณหภูมิติดลบ 10 องศาเซลเซียส เช่นเดียวกับในสภาพที่เป็นกรดและด่าง

จางเหลย ผู้นำในการวิจัยกล่าวว่า การศึกษานี้แสดงให้เห็นศักยภาพของวัสดุที่มีความยืดหยุ่นสูงและมีคุณสมบัติในการรักษาตัวเองได้อย่างรวดเร็วในสภาวะที่รุนแรง ที่เหนือกว่าวัสดุอื่นๆ

ทีมวิจัยกำลังทำงานเพื่อพัฒนาอี-สกินเทียมที่รักษาตนเองได้ สำหรับนำไปใช้ในทะเลลึกและบริเวณขั้วโลก

“เราคาดว่าจะมีการหาวิธีนำวัสดุใหม่นี้ไปใช้ในการสร้างหุ่นยนต์ เครื่องตรวจจับใต้ทะเลลึก และอุปกรณ์เทคโนโลยีชั้นสูงอื่นๆ” จางกล่าว