Представьте себе бетонные мосты, которые могут сами “залечивать” трещины без вмешательства человека, или крошечные машины, которые можно вводить в тело для лечения болезней. Это всего лишь два приложения для категории интеллектуальных материалов, которые меняются и адаптируются к окружающей среде. Вдохновленные живыми существами, они могут изменить наш образ жизни.
С некоторыми “одушевленными” материалами уже можно работать. Например, самовосстанавливающаяся краска и бетон, который может ремонтироваться, превратились в коммерческие продукты. Но новые подобные варианты еще разрабатываются.
Профессор Марк Миодовник, который активно занимается вопросом умных материалов, отметил:
Это действительно важный век для нас. Мы переходим от неодушевленного взгляда на материалы… Мы приводим их к более биологическим функциям… Например, мосты в будущем будут знать, что они повреждены. Тогда они сами смогут что-то с этим сделать.
Есть два основных подхода к самовосстановлению бетона. Один использует капсулы, встроенные в бетон. Они раскрываются в ответ на повреждения, выделяя вещество на основе битума. Вещество минерализуется при контакте с воздухом и водой, заполняя поврежденные участки.
Другая концепция также использует капсулы, но заполненные бактериями. Когда бетон трескается, капсулы высвобождают насекомых, которые производят минеральный кальцит для лечения повреждений.
Другие области применения самовосстанавливающихся материалов – это экраны телефонов, которые могут восстанавливать себя в случае трещин, и электроника, которая восстанавливает поврежденные схемы.
Медицина – еще одна большая область, которая, как ожидается, будет стимулировать использование одушевленных материалов.
В долгосрочной перспективе микроскопические аппараты можно вводить в кровоток, чтобы делать небольшие разрезы, восстанавливать повреждения или распознавать и собирать данные. Эти мини-роботы могут приводиться в движение крошечными двигателями, которые работают за счет химических реакций.
Они смогут доставлять лекарства в определенные участки тела, например в опухоль. Это потенциально могло бы предотвратить повреждение остальной части тела, которое может произойти с текущими формами химиотерапии и лучевой терапии.
