Het overkomt ons allemaal: na enige tijd op je favoriete schoenen te hebben gelopen, gaan ze kapot. Helaas, pindakaas. Maar in de toekomst hoef je ze misschien helemaal niet weg te gooien en een nieuw paar te kopen. Onderzoekers van de University of Southern California (USC) Viterbi School of Engineering hebben namelijk een potentiële oplossing gevonden: zelfreparerende schoenen.
De onderzoekers hebben 3D-geprint rubber ontwikkeld dat zichzelf kan repareren. Het materiaal is gemaakt met een 3D-printmethode dat fotopolymerisatie gebruikt. Dit proces gebruikt licht om vloeibaar hars stevig te maken in een gewenste vorm.
Fotopolymerisatie bereiken we door een reactie met een chemische groep genaamd thiolen. Voeg je een oxidatiemiddel toe aan die reactie, dan transformeren de thiolen in een andere groep genaamd disulfiden. En juist die groep kan hervormd worden als ze verbroken worden, waardoor ze zichzelf kunnen repareren. Vind je de juiste ratio tussen de groepen, dan heb je unieke eigenschappen in het materiaal gevonden.
Reparatie
Het is mogelijk om in slechts vijf seconden een vierkantje van 17,5 millimeter te printen. Complete objecten worden in 20 minuten tijd geprint. Die objecten kunnen zichzelf in een paar uur weer repareren, mochten ze breken. En dat heeft diverse toepassingen, waaronder schoenzolen en een zachte robot.
Wordt het rubber in tweeën gesneden, dan is het in twee uur tijd met een temperatuur van 60 graden Celsius weer gerepareerd. En daarbij houdt het zijn kracht en functie. Hoe hoger de temperatuur, hoe sneller het materiaal zichzelf repareert.