Дырки в резине затянутся сами

Ученые разработали самовосстанавливающийся полимерный материал, который не только полностью устраняет место слома или разрыва, но и возвращает себе свои первоначальные механические свойства. Новинка может найти самое широкое применение как в сфере индустриальных приложений, так и в быту.

Автором новой разработки является Людвик Либлер, специалист в области полимерных материалов из Высшего химического колледжа в Париже. Его полимер может восстанавливать поврежденные участки без дополнительного нагревания или приложения физической силы. Статья об удивительном материале опубликована в последнем номере Nature.

Все, что нужно сделать, – это соединить разорванные или сломанные участки полимера вместе и немного сжать.

Как отмечает сам автор разработки, трудно охватить весь спектр приложений данного материала, так он может быть использован для производства бесшовной обуви, самостоятельно «ремонтирующей» дырки, для производства ремней передач, для различных бытовых изделий из резины и так далее. Кроме того, он заметил, что внедрение этого материла может привести к разработке принципиально новых продуктов и привел пример резинового пакета, который может быть разорван для того, чтобы положить в него вещи или достать, а потом снова «сшит», так что вы сможете не опасаться, что в процессе транспортировки из него что-нибудь вывалится. Так что замки-молнии могут в скором времени отправиться на заслуженную пенсию.

Для получения нового материала Либлеру потребовалось изменить природу химической связи между молекулами полимера. Известно, что обычные полимеры, уже давно используемые человеком, образованы переплетением чрезвычайно длинных молекул, которые образуют трехмерную структуру связей. Эти связи могут иметь ковалентную природу, ионную или быть слабыми водородными.

Из этих трех типов связи только слабые водородные могут быть заново восстановлены при комнатной температуре после разрыва материала. Обычные материалы, как правило, содержат минимальное количество водородных связей, а потому не могут восстанавливать поврежденные участки без приложения больших усилий и значительного повышения температуры.

Леблер попросту решил отказаться от всех иных типов связи между полимерными молекулами в материале, кроме водородных, а также прибег к использованию более коротких исходных молекул.

Новый материал синтезирован французами из жирных кислот и мочевины, более известной отечественному потребителю под именем «карбамид». Эти материалы не представляют из себя какой либо химической экзотики и технологических изысков и являются дешевыми и доступными. Водородные связи получаются в результате взаимодействия азотосодержащих функциональных групп мочевины с карбоксильными группами жирных кислот. Этот полимер так же эластичен, как и многие другие виды резин, и может увеличиваться в размерах в 5 раз. Эластичность полимера можно пронаблюдать в этом видеоролике.

Стоит отметить, что участки разрыва не могут взаимодействать с другими поверхностями полимера и принимают участие только в восстановительном процессе. Уже через 15 минут после воссоединения материал может без опаски быть растянут вдвое, полное же восстановление свойств происходит через 18 часов. Насколько хорошо он работает, показывает другой видеоролик.

Стоит отметить, что лишенный ковалентных взаимодействий материал в некоторой степени потерял и в механических свойствах по сравнению со своими предшественниками, однако авторы проекта, профинансированного, в частности, французской резинотехнической промышленностью, намерены улучшить свойства прототипа и создать целый ряд материалов, отличающихся широкой гаммой свойств. Кто знает, может быть, вскоре воздушные шарики и изделия №2 перестанут лопаться и рваться в самый неподходящий момент.

Соевое бесплодие

Ученые из американского Национального Института наук о здоровье и окружающей среде (NIEHS) выяснили, что употребление соевых заменителей молока может привести к нарушениям месячных циклов у женщин и к женскому бесплодию.

Генистеин – один из изофлавонов, содержащихся в сое. Среди трех наиболее изученных (наряду с даидзеином и глицитеином), генистеин – самый сильнодействующий. Генистеин также известен как антиоксидант. Применяется как препарат при менопаузе у женщин.

Группа доктора Дэвида Шварца изучала влияние генистеина – одного из основных биологически активных компонентов сои – на лабораторных мышей: «Мы знали, что генистеин приводит к репродуктивным проблемам, и хотели установить, на какой стадии развития организма происходит воздействие».

Генистеин вводился самкам мышей в течение первых пяти дней их жизни в трех разных дозах. Авторы утверждают, что дозы были сравнимы с тем, что может получить человеческий ребенок с соесодержащими заменителями материнского молока (6–9 мг/кг в день).

Изофлавоны – группа химических веществ на основе флавона. Содержатся в растениях. Действуют на организм человека как женский гормон – эстроген (фитоэстрогены).

Мыши, которым вводилась наибольшая доза (общая доза 50 мг/кг веса), стали стерильными. У получивших меньшую дозу было меньшее, чем обычно, количество мышат в помете, и меньшее количество беременностей вообще. Венди Джефферсон из группы Шварца пояснила: «Мы полагаем, что генистеин замедляет процесс овуляции – отделения яйцеклеток, которые могут оплодотворяться спермой только в обособленном виде».

Авторы исследования говорят, что еще рано переносить выводы, сделанные ими, на людей. Требуются дополнительные клинические исследования.

В 2003 году ученые Детского центра Джонса Хопкинса (США) и Школы здравоохранения Блумберга при этом центре установили, что генистеин влияет и на самцов.

В опытах генистеин давали самкам крыс во время беременности и лактации. Когда их потомство подросло, выяснилось, что у самцов, родившихся от подопытных самок, имеются отклонения в репродуктивной сфере. В частности, у них уменьшены тестикулы и увеличена простата. Животные также имели трудности с эякуляцией во время спаривания, хотя отклонений в составе спермы обнаружено не было.

Сотрудники лаборатории по оценке пищевого белка Института питания РАН (Россия) сообщили «Газете.Ru», что в работе сотрудников NIEHS и центра Джона Хопкинса есть существенный минус. Потому что эффект воздействия чистого генистеина при инъекциях (именно так его вводят мышам) и при употреблении его в качестве сои перорально резко отличается. Работы Института питания доказывают, что соя, наоборот, полезна. Так, в ареале естественного потребления сои заметно снижена заболеваемость раком молочной железы, говорят и о снижении риска переломов у женщин в постменопаузе. Институт настоятельно рекомендует сою женщинам предклимактерического возраста и старше.

С российским институтом спорит израильское министерство здравоохранения. Специальная комиссия минздрава Израиля постановила рекомендовать населению воздержаться от чрезмерного потребления соевых продуктов. Особенно это касается детей и подростков. Комиссия считает, что есть сою можно, но не чаще 2–3 раз в неделю. Также не рекомендуется без причины кормить детей заменителями молока на основе сои.

«Газета.Ru» непременно продолжит выяснение того, насколько полезны (или вредны) продукты на основе сои.