محققان در دانشگاه فنی مونیخ (TUM) با الهام از یک روش بیولوژیکی موفق به توسعه موادی شدند که در زمان اتمام انرژی به خودی خود از بین خواهند رفت.

به گزارش خبرگزاری موج به نقل از گیزمگ، اغلب مواد مصنوعی طول عمر بسیار زیادی دارند که این امر در زمانی که از آنها استفاده می‌کنیم بسیار عالی و در زمانی که دیگر به آنها نیازی نداریم بسیار بد است.

اگر یک حیوان یا گیاه انرژی خود را از طریق غذا یا نور خورشید مجددا تامین نکند، قطعا مرده و تجزیه خواهد شد. اما یک ماده مصنوعی این نوع تبادل انرژی را با محیط انجام نداده، به طوری که می‌تواند طولانی مدت در محیط زیست باقی بماند و وقتی ما در نهایت بخواهیم آن را تجزیه کرده و از بین ببریم، باید انرژی زیادی را از طریق فرآیندهای بازیافتی صرف کنیم، که این کار روندی مقرون به صرف نیست.

بسیاری از مواد ساخته دست بشر از پایداری بسیار بالایی برخوردار هستند و تجزیه آنها به اجزای تشکیل دهنده خود، نیازمند صرف انرژی بسیار زیادی است. اما این روال در طبیعت به این شکل نیست چرا که سلولهای زیستی به طور مداوم مولکول‌های جدید را از مولکول‌های بازیافتی سنتز می‌کند.

برخی از این مولکول‌ها ساختارهای بزرگی به نام "مجامع ابرمولکولی"(supramolecular) تجمیع شده که اجزای ساختاری سلول را تشکیل می‌دهد.

این گروه پویا الهام بخش محققان شده تا موادی را تولید کنند که در صورت عدم نیاز و کارآیی به خودی خود تخریب شوند.

تیم تحقیقاتی TUM، برای تقلید از این سیستم‌های طبیعی، ترکیبی از مولکول‌هایی را ایجاد کردند که آزادانه شروع به حرکت کرده، اما وقتی سوخت به آنها اضافه می‌شود، به هیدروژل تبدیل می‌شوند.

این سوخت به شکل مولکول‌های با انرژی بالا به نام carbodiimides درآمده و واکنش‌های شیمیایی تا زمان تامین انرژی پایداری این ماده را حفظ می‌کند.

اما هنگامی که انرژی آن تمام شود، به سادگی به مولکول‌های اولیه خود تجزیه خواهد شد.

در تست‌های آزمایشگاهی، این گروه موفق به ایجاد موادی با طول عمر قابل پیش‌بینی از چند دقیقه تا چند ساعت شدند و بعد از پایان عمر و تجزیه شدن، این فرایند را می‌توان با اضافه کردن سوخت دیگر مجددا راه اندازی کرد.

به گفته محققان این پژوهش، از این روش می‌توان در سیستم‌های دارورسانی هوشمند و هدفمند و در نهایت قطعات الکترونیک و بسته بندی‌هایی که در زمان دلخواه به صورت خود تخریب شونده از بین می‌روند استفاده و با اینکار از تخریب محیط زیست جلوگیری کرد.

این تحقیق در مجله Nature Communications منتشر شده است.

عضویت در کانال تلگرامی خبرگزاری موج