این پلیمر غیب می‌شود!

پلمیر خود تخریب شونده چیست؟

این محصول مانند آن دسته از پلیمرهایی نیست که به تدریج و برای مثال طی یک سال تخریب می شوند. Paul Kohl از مؤسسه فناوری جورجیا که رهبر تیم طراحی پلیمر خود تخریب شونده است، در این خصوص می گوید: ماده ای که توسط تیم ما تولید شده است، شباهتی به پلاستیک های زیست تخریب پذیر ندارد. همانطور که می دانید این گونه از مواد پلاستیکی به محبوبیت زیادی میان مردم دست یافته اند. اما پلیمری که با تلاش شبانه روزی اعضای گروه انجمن شیمی طراحی شده است، تنها با فعال شدن یک مکانیسم داخلی و یا تابش نور خورشید به آن، تجزیه می شود.

این سیستم های پلیمری جدید به خوبی مورد توجه واحدهای نظامی قرار گرفته اند و به زودی راه خود را به کشورهای دیگر نیز باز خواهند کرد. برای مثال تصور کنید که از پلیمر خود تخریب شونده برای ساخت پهپاد یا گلایدر (هواپیمای بی موتور) استفاده شود. از آن جایی که این محصولات می توانند در مدت زمانی بسیار کوتاه تخریب شوند، امکان نابود سازی پهپاد به محض فرود و از بین بردن هر گونه مدرک فیزیکی وجود خواهد داشت. بدین ترتیب می توان از آنها برای انجام ماموریت های فوق سری با ضریب اطمینان بالا استفاده کرد.

اما پلیمر مد نظر چه حقه ای برای نابودسازی خود به کار می برد؟ از دیدگاه دانش شیمی، به این حقه “سقف دمایی” گفته می شود. سقف دمایی معیاری از تمایل یک پلیمر برای بازگشت به مونومرهای تشکیل دهنده خود است. این پدیده با مفهوم دیگری تحت عنوان “کرنش” که نوعی دافعه میان الکترون ها محسوب می شود، در ارتباط است. به همان نسبت که الکترون ها یکدیگر را دفع می کنند، انرژی افزایش می یابد. حال اگر سقف دمایی پایین تر از مقدار مشخصی باشد، شرایط حاکم بر مجموعه ایستا و ثابت باقی می ماند. در مقابل چنانچه دما به بالاتر از حد تعیین شده افزایش یابد، کرنش به نقطه ای می رسد که الکترون ها یکدیگر را دفع کنند و در نتیجه آن پلیمر تجزیه می شود.

این پدیده را می توان در موادی که هر روزه با آنها سر و کار داریم مانند پلیمر مصنوعی پلی استایرن نیز مشاهده کرد. پلی استایرن پلیمری سخت و جامد است که معمولا برای بسته بندی مواد غذایی از آن استفاده می شود. پلی استایرن هم یک سقف دمایی منحصر به خود دارد که بالاتر از آن به سرعت ذوب می شود. در این دسته از مواد روند تخریب وابسته به شکست هزاران پیوند شیمیایی است. این در حالی است که پلیمر توسعه یافته توسط تیم Kohl تنها به یک پیوند به عنوان جرقه اولیه نیاز خواهد داشت؛ درست مانند همان چیزی که در بازی دومینو شاهد آن هستیم.

تا پیش از این نیز گروه های علمی مختلفی روی چنین مفهومی کار کرده بودند. اما چالش اصلی پیش روی همگی آنها، ناپایداری ماده در دمای اتاق (عمدتا بین 59 تا 77 درجه فارنهایت) محسوب می شد. با توجه به این موضوع، Kohl نقطه قوت تیم خود را طراحی ماده ای می داند که فقط به تابش فرا بنفش حساس است و بدین ترتیب می تواند در یک اتاق کاملا روشن به خوبی استحکامش را حفظ کند. لازم به ذکر است که این پلیمر در معرض نور خورشید یا بخار می شود و یا به حالت مایع خود باز می گردد. وی ادامه می دهد: بسته به نیاز مصرف کننده حتی می توان موادی تولید کرد که با نور محیط نیز کوچکترین اثری از آنها بر جای نماند. علاوه بر این می توان به پلیمر مورد بحث یک زمان بندی مشخص برای تخریب داد. به منظور آن که از تجزیه پلیمر تا زمان مطلوب جلوگیری شود، این ماده را در یک محیط تاریک ذخیره می کنند. در ادامه با مهندسی پیوندها، ارائه یک زمان مشخص برای تخریب مانند 2 یا 3 ساعت امکان پذیر خواهد بود.

از این محصول جدید به صورت آزمایشی در دستگاه های نظامی استفاده شده است. اما به نظر می رسد که به جز کاربرد نظامی، پلیمر خود تخریب شونده کارایی های غیر نظامی دیگری هم داشته باشد. Kohl حالتی مشابه سنسورهای زیستی را تصور می کند که بدون کمترین تداخلی با محیط قادر به ثبت فاکتورهای جغرافیایی و بیولوژیکی هستند. در نهایت نیز این پلیمر با یایان یافتن مطالعه بدون هیچ دردسری نابود خواهد شد.

با وجود موفقیت های به دست آمده از تولید چنین محصولی، دانشمندان همچنان به دنبال بهبود مواد موجود هستند. برای مثال محققان دانشگاه علم و صنعت پوهانگ تمامی تلاش خود را در مسیری متمرکز کرده اند که به واسطه آن قادر به ساخت پلیمری نامرئی باشند!

مطالب مجله تصویری سلاح را در این لینک دنبال کنید.