Рейтинг@Mail.ru
Поиск
x
Наука

Ученые создали «супержеле». Что это такое?

National Geographic Россия
30 ноября 2021
001.jpg
Новый материал умеет возвращать себе первоначальную форму даже после экстремальных сжатий – например, даже если на него наступит слон или вдруг переедет машина.

Ученые разработали совершенно новый материал – мягкий, но при этом очень прочный и эластичный. Авторы разработки показали, что материал возвращается к первоначальной форме даже после того, как его переезжает автомобиль весом 1200 кг. 

Желеобразный материал на 80% состоит из воды, однако оставшийся состав позволяет ему вести себя как сверхтвердое стекло. Исследователи утверждают, что подобный материал впервые продемонстрировал такое превосходное сопротивление сжатию. 

Как утверждают ученые, после доработки это «супержеле» может найти целый ряд практических применений: от использования в мягкой робототехнике до повышения гибкости заменителей хряща, используемых в человеческом теле.

Эластичные гидрогели обладают множеством характеристик, которые делают их интересными для материаловедов, но обычно они разрушаются при сжатии. Причина, по которой это «супержеле» отличается от них, заключается в его молекулярной структуре и способе использования поперечных связей.

В разработке данного материала использовались молекулы (по форме чем-то напоминающими тыкву), называемые кукурбитурилами. Это «сшивающая» молекула, которая удерживает в своей полости две гостевые (входящие внутрь других молекул) молекулы. Затем ученые разработали новые гостевые молекулы, которые «предпочитают» оставаться внутри полости дольше, чем обычно, что удерживает полимерную сеть прочно связанной, позволяя ей выдерживать сжатие.

«Удивительно, как такой гидрогель выдерживает сжатие. Мы не видели такого раньше. Также мы обнаружили, что прочность можно легко регулировать, просто изменяя химическую структуру гостевой молекулы», – Джейд МакКьюн, соавтор исследования.

Один из способов использования «супержеле» – датчик давления для мониторинга в реальном времени таких действий, как стояние, ходьба и прыжки. Материал сможет деформироваться и снимать измерения, прежде чем вернуться к своей первоначальной форме.

«Насколько нам известно, это первый случай изготовления стеклоподобного гидрогеля. Мы не просто пишем что-то новое в учебники, но вписываем новую главу в историю мягких материалов с высокими эксплуатационными характеристиками», – заключает соавтор исследования Зехуан Хуанг. 

Почитайте о гидрогеле, заживляющем внутренние раны.

рекомендации
Мать и дитя

Чем бы дитя ни тешилось: путешествие по немецкой Дороге игрушек

Древний храм

Маршрут построен: музейные истории за границами столиц

Снег, снежинка, холод

10 мест России для лучшего зимнего отдыха

Новогодняя елка, рождественская елка, Рождество, Новый год, ель

Разделяй и празднуй: насколько экологичны ваши праздничные привычки?