Perangkat menghilang atas perintah setelah misi militer – Sains Terkini


Polimer yang merusak diri sendiri? Walaupun dulunya merupakan ide fiksi, sekarang ada polimer baru yang cukup kuat untuk mengangkut paket atau sensor ke wilayah yang bermusuhan dan segera menguap setelah misi militer selesai. Bahan tersebut telah dibuat menjadi peluncur bersayap kaku dan kain parasut seperti nilon untuk pengiriman melalui udara melintasi jarak seratus mil atau lebih. Itu juga bisa digunakan suatu hari nanti dalam bahan bangunan atau sensor lingkungan.

Para peneliti akan mempresentasikan hasil mereka hari ini di American National Society (ACS) Fall 2019 National Meeting & Exposition.

"Ini bukan jenis yang secara perlahan menurun selama satu tahun, seperti plastik biodegradable yang mungkin akrab bagi konsumen," kata Paul Kohl, Ph.D., yang timnya mengembangkan bahan tersebut. "Polimer ini menghilang dalam sekejap ketika Anda menekan tombol untuk memicu mekanisme internal atau matahari memukulnya." Polimer yang hilang dikembangkan untuk Departemen Pertahanan, yang tertarik untuk menggunakan sensor elektronik dan kendaraan pengiriman yang tidak meninggalkan jejak keberadaan mereka setelah digunakan, sehingga menghindari penemuan dan mengurangi kebutuhan untuk pemulihan perangkat.

Kunci untuk membuat polimer menghilang, atau pecah, adalah "suhu langit-langit." Di bawah suhu langit-langit, konfigurasi polimer lebih disukai, tetapi di atas suhu itu, polimer akan pecah menjadi monomer komponennya. Polimer biasa, seperti polistiren, memiliki suhu langit-langit di atas suhu sekitar dan sangat stabil. Dan bahkan ketika mereka dihangatkan di atas suhu langit-langit mereka, beberapa bahan ini dapat membutuhkan waktu lama untuk terurai. Misalnya, ribuan ikatan kimia menghubungkan semua monomer dalam polistirena, dan semua ikatan ini harus diputuskan agar bahan-bahannya terurai. Tetapi dengan polimer suhu langit-langit rendah, seperti yang digunakan siklik Kohl, hanya satu ikatan yang perlu diputus, dan kemudian semua ikatan lainnya terlepas, sehingga depolimerisasi terjadi dengan cepat. Proses ini dapat dimulai dengan lonjakan suhu dari sumber luar atau tertanam, atau oleh katalis peka cahaya.

Selama bertahun-tahun, para peneliti telah berusaha membuat polimer ini, tetapi tidak berhasil karena ketidakstabilan bahan pada suhu kamar. Kelompok penelitian Kohl di Institut Teknologi Georgia menemukan bahwa mereka dapat mengatasi masalah ini jika mereka berhati-hati untuk menghilangkan semua kotoran yang terbentuk selama sintesis. Selain itu, mereka menemukan sejumlah aldehida, termasuk phthalaldehyde, yang siap membentuk polimer siklik. Setelah mereka mengoptimalkan sintesis polimer ini, mereka fokus pada cara untuk menghilangkannya.

Untuk melakukan ini, para peneliti memasukkan aditif fotosensitif ke dalam polimer, yang menyerap cahaya dan mengkatalisasi depolimerisasi. "Awalnya, kami membuatnya peka terhadap cahaya ultraviolet sehingga kami bisa membuat bagian-bagian dalam ruangan yang terang dengan pencahayaan fluoresens, dan itu baik-baik saja; itu stabil," kata Kohl. Tetapi ketika polimer ditempatkan di luar, paparan sinar matahari menguap (atau mengembalikannya menjadi cairan, dalam beberapa kasus). Oleh karena itu, kendaraan yang dikerahkan di malam hari akan menghilang dengan matahari terbit.

Kelompok Kohl telah menemukan aditif baru yang dapat memicu depolimerisasi pada panjang gelombang cahaya tampak yang berbeda, sehingga polimer dapat terurai di dalam ruangan. "Kami memiliki polimer yang dirancang untuk aplikasi di mana Anda datang di ruangan itu, Anda menyalakan lampu, dan benda itu menghilang," kata Kohl.

Grup juga telah menentukan cara menghentikan depolimerisasi. "Kami memiliki cara untuk menunda depolimerisasi untuk waktu tertentu – satu jam, dua jam, tiga jam," katanya. "Kamu akan menyimpannya dalam gelap sampai kamu akan menggunakannya, tapi kemudian kamu akan menggunakannya pada siang hari, dan kamu akan memiliki tiga jam sebelum itu membusuk." Tim juga telah mempertimbangkan metode kimia untuk memulai proses dekomposisi. Selain itu, mereka sedang menguji berbagai kopolimer yang dapat ditambahkan ke phthalaldehyde untuk mengubah sifat material tanpa mengubah kemampuannya untuk menghilang.

Kohl mengatakan bahwa bahan seperti "James Bond" ini sudah dimasukkan dalam perangkat militer oleh peneliti lain. Tetapi dia juga melihat potensi bahan untuk aplikasi non-militer. Sebagai contoh, para peneliti telah membuat epoksi menghilang untuk perekat sementara yang dapat digunakan dalam bahan bangunan. Mereka juga membayangkan bahan itu bisa digunakan sebagai sensor untuk pemantauan lingkungan. Setelah sensor selesai mengumpulkan data, tidak ada risiko mengotori lingkungan karena mereka dapat dipicu untuk menguap. Bahan ini juga dapat digunakan untuk kendaraan pengiriman di daerah terpencil di mana pemulihan sulit dilakukan.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.