Zamislite kristal koji se ne može zdrobiti nikakvom silom. Čim u njemu nastane pukotina, on se zacjeljuje za hiljaditi dio sekunde. Moguće? Danas je za nauku sve moguće.
Svaki put kad prođem pored jedne zagrebačke ljekarne koja prodaje biljne pripravke i druge "lijekove iz prirode", mislim da su poslovice napola citirane i pogrešno prevedene. Onda dobivaju potpuno drugačije, potpuno pogrešno značenje. Naime, to je iz gesla "priroda liječi" koji bi trebao biti prijevod starog medicinskog načela, s krila Hipokratove škole. "Medicius curat, natura sanat" - što bi vjerno prevedeno s latinskog značilo: "Doktor liječi, priroda ozdravljava".
Drugim riječima, liječnička terapija trebala bi samo pomoći prirodi da obavi svoj posao ozdravljenja. Ili - preciznije - medicina treba pomoći tijelu u borbi protiv bolesti, bilo da je uzrokovana bakterijom, virusom ili ozljedom. Vakcina ne ubija viruse, samo jača organizam u borbi protiv virusa.
I bez pozivanja na tu drevnu mudrost, svima je jasno da će slomljena kost zacijeliti, a slomljena stolica, tanjur ili šalica neće. Ova razlika je toliko očigledna da je možemo smatrati nečim što razlikuje živo od neživog. Ali ne mora biti tako, ili - bolje rečeno - ne mora više biti tako. Ovo govorim jer je znanstveni rad međunarodnog tima naučnika iz Indije, Sjedinjenih Država i Ujedinjenog Kraljevstva nedavno objavljen u časopisu Science. Naslov mu je kratak - i intrigantan: "Autonomna samopopravka u piezoelektričnim molekularnim kristalima". O čemu se radi?
Jednostavno rečeno, naučnici su pripremili kristale dugačke jedan do dva milimetra, koji su se, kada se razbiju okomito na jednu od tri osi kristala, spojili bez ikakvog vanjskog utjecaja (autonomni).
Odrasli su sami od sebe - u hiljaditi dio sekunde.
To su kristali bipirazola supstituisani sa četiri metil grupe, organski spoj sistemskog naziva 3,3 ', 5,5'-tetrametil-4,4'-bipirazol. Kristali pripadaju tetragonalnom sistemu, što znači da se sve tri kristalne ose (a, b, c) sijeku pod pravim kutom, te da su dvije osi (a i b) jednake dužine, dok je treća os (c) jednaka duže od druga dva. Kristal takođe sadrži molekule vode.
Očigledno je to voda za kristalizaciju. Ništa neobično, jer se kristalizacijska voda nalazi u mnogim kristalima - na primjer u kristalima plave galice ili gipsa - ali u kristalu ovog bipirazola molekule vode nalaze se u kanalima između organskih molekula. Oni su međusobno povezani vodikovim vezama i molekulima bipirazola, koji su međusobno povezani vodikovim vezama tipa N-H⸳⸳⸳N. Kad se kristal razbije okomito na kristalnu os c (na površini 001), vodikove veze između molekula se prekidaju. Ali ono što je najvažnije ovdje je da se pri pucanju vodikovih veza razdvajaju pozitivni i negativni naboji: pozitivni naboji ostaju na jednoj površini loma, a negativni na drugoj. Najveći napon koji su naučnici izmjerili između površina loma bio je 4,4 V.
Zbog razdvajanja naboja, površine 001 slomljenog kristala privlače se pokušavajući da se spoje u jedno tijelo, u kristal, čak i ako su međusobno udaljene 0,05 mm. Privlačna sila između površina je takva da pukotina u kristalu nestaje u roku od jedne do dvije milisekunde.
Iza svake rane ostaje ožiljak, a iza svake ozljede manji ili veći stupanj invaliditeta. Ova lekcija iz medicine (traumatologija) vrijedi i za kristal jer se teško može očekivati da će se površine kristala sasvim točno spojiti na mjestu loma. Stoga je zacjeljivanje kristala povezano s većim ili manjim nedostatkom. Kao rezultat toga, na mjestu fuzije kristala može se pojaviti "ožiljak" koji utječe na mehanička svojstva kristala.
Također treba reći da kristali bipirazola imaju dobra mehanička svojstva. Njihova tvrdoća je 0,5 - 0,6 GPa, a modul elastičnosti 15 GPa u smjeru osi c. Ali to nije toliko važno, najvažnije je da ovo istraživanje otvara prostor za pronalaženje stotina drugih materijala za samoiscjeljivanje. Neophodan uslov? Kristal mora biti piezoelektričan i ne smije imati centar simetrije.
Izvor: bug.hr
