Sztuczne tworzywa towarzyszą nam na każdym kroku. Pakujemy w nie zakupy, robimy z nich telefony, komputery i samoloty, często się w nie ubieramy. Jednak każdy tatuś wie, że na przykład plastikowe zabawki mają ogromną wadę - jak już pękną, sklejenie ich jest sprawą beznadziejną, niezależnie od tego, ile pieniędzy wydamy na "superkleje". Nawet jeśli sklejone części trzymają się jako tako, miejsce połączenia zawsze będzie słabsze.
Oczywiście problem klejenia uszkodzonych tworzyw sztucznych towarzyszy nie tylko tatusiom. W czasach, gdy z polimerów robimy samochody i samoloty (na przykład kadłub najnowszego Boeinga 787 zbudowany jest w połowie z tworzyw sztucznych), kwestia naprawy pękniętych części zaczyna być sprawą życia i śmierci. Dlatego wielu inżynierów poszukuje materiału, który mógłby naprawić się sam, tak jak nasza skóra czy kości. Jak dotąd, pomysłów pojawiło się kilka. Jednym z nich było zatopienie w strukturze materiału małych zbiorników z monomerem (budulcem, z którego tworzy się polimer). Gdy plastik pęka, monomer wylewa się do szczeliny, gdzie ulega polimeryzacji - czyli uzupełnia pęknięty fragment takim samym materiałem, z jakiego była zrobiona całość. Wadą tego rozwiązania jest to, że gdy tworzywo pęknie drugi raz w miejscu zbliznowacienia, nie ma tam już kapsułek z monomerem. A więc ponownie się nie zrośnie.
Materiał opracowany w Paryżu pozbawiony jest tej wady, a niezwykłe jego własności wyglądają bardziej jak sztuczka iluzjonisty. Gdy przetniemy kawałek tej gumy, wystarczy zetknąć ze sobą obydwa końce i poczekać 15 minut. Jeśli dobrze dopasowaliśmy kawałki, po połączeniu nie będzie nawet śladu. Materiał odzyskuje pełną wytrzymałość i to niezależnie od tego, ile razy się zrastał. Co ważne, tworzywo nie klei się do wszystkiego (jak guma do żucia). Po zetknięciu jedynie uszkodzone części cudownie się reperują.
W jaki sposób powstała guma o tak niezwykłych właściwościach? Francuzi poszukiwali materiału, który jest prosty w produkcji, elastyczny oraz ulega biodegradacji. Wpadli na pomysł, żeby elastyczność uzyskać nie dzięki długim elastycznym łańcuchom węglowodorów, które będą się wyginać, a dzięki słabym wiązaniom chemicznym zwanym wiązaniami wodorowymi. Istotą Wiązania wodorowe polegają na tym, że między dwiema cząsteczkami chemicznymi dochodzi do uwspólnienia atomu wodoru, który zachowuje się, jakby należał do obydwu cząsteczek. To wiązanie jest znacznie słabsze niż zwykłe wiązanie między atomami, ale wystarczająco mocne, by zapewnić trwałość materiału, który zachowuje się jak guma - można go ściskać i rozciągać, a on wraca do pierwotnej formy. Uszkodzenie, czyli zerwanie albo przecięcie, następuje w wyniku przerwania tych słabych wiązań, a nie w wyniku rozerwania cząsteczek wchodzących w skład materiału. W miejscu pęknięcia pozostają końcówki wiązań wodorowych, gotowe znów się połączyć. Dlatego po zetknięciu rozerwanych kawałków struktura materiału jest odbudowywana.
Jedyny problem polega na tym, że z czasem wolne wiązania wyszukują pasujących cząsteczek w swoim otoczeniu, co przypomina proces zabliźniania otwartej rany. W temperaturze pokojowej trwa to około tygodnia, ale już w temperaturze 30 stopni Celsjusza raptem dwie godziny. Po tym czasie zetknięcie uszkodzonych końców nie spowoduje naprawy materiału.
Lista zalet nowego rodzaju polimeru nie kończy się na zdolności do samonaprawiania. Materiał wykonany jest z powszechnie dostępnych biokomponentów - tłuszczów roślinnych i mocznika. Synteza jest bardzo prosta, więc produkcja na skalę przemysłową nie stwarza najmniejszych problemów. Co ważniejsze materiał jest ekologiczny, bo stworzony na bazie roślin, więc nie trzeba zużywać do jego produkcji ropy naftowej, po zużyciu ulega biodegradacji. Same plusy.
Prace francuskiego zespołu otwierają inżynierom materiałowym drogę do produkcji całej klasy materiałów, które będą się same naprawiać. Za kilka lat ojcowie będą mieli znacznie łatwiejsze zadanie, gdy przyjdzie do nich pociecha z prośbą o naprawienie zabawki. Trzeba będzie po prostu docisnąć do siebie połamane kawałki, odczekać 15 minut, a potem pławić się w chwale tatusia, który umie wszystko zreperować.
