Выдержит и слона. Ученые создали «супержеле», которое удивляет своей прочностью (видео)

Фото: кадр из видео

В ходе нового исследования ученые под руководством Кембриджского университета разработали желеобразный материал, который, хотя и состоит на 80 % из воды, но может выдержать вес, проезжающей по нему машины, а также целого слона, и полностью восстановиться до своей первоначальной формы, пишет Science Alert.

Исследователи считают, что это первый случай, когда такой мягкий материал показал превосходную устойчивость к сжатию. На вид и на ощупь гидрогель похож на тягучее желе, но при сжатии ведет себя как сверхтвердое, небьющееся стекло.

"Супержеле" можно использовать для различных целей, включая биоэлектронику, мягкую робототехнику и даже биомедицину, например, для замены поврежденного хряща.

Поведение твердых и мягких материалов зависит от их молекулярной структуры. Эластичные, резиноподобные гидрогели являются популярным материалом исследований из-за их прочности и способности к самовосстановлению. Тем не менее разработка гидрогелей, которые могут выдерживать сжатие и при этом не разрушаться, остается сложной задачей.

Применение гидрогеля в последнее время становится все более популярным из-за того, что он владеет несколькими уникальными свойствами: высокое содержание воды, мягкость, гибкость, биосовместимость с большинством клеток, температурная чувствительность, а также относительно невысокая стоимость.

Его используют для изготовления контактных линз, средств гигиены (гели для волос, зубные пасты, косметика) и повязок для ран.

Чем отличается "супержеле" от остальных материалов, так это своей молекулярной структурой и способом использования сшивающих агентов — двух молекул, соединенных химической связью.

Однако главный ключ к "супержеле" лежит в использовании бочкообразных молекул — кукурбитурил, каждая из которых удерживает две гостевые молекулы внутри своей полости, как "молекулярный наручник".

Выбрав гостевые молекулы, которые предпочитают оставаться внутри этих наручников дольше обычного, исследователи смогли сохранить полимерную сеть плотно связанной и позволить ей выдерживать сильное сжатие.

"Мы не просто вносим какие-то новые изменения в учебники, мы открываем новую главу в области высокоэффективных мягких материалов", — заключил ведущий автор исследования из Кембриджского университета доктор Цзехуан Хуанг.

"Супержеле" можно будет применять в качестве датчика давления для мониторинга таких действий, как стояние, ходьба и прыжки. Однако прежде чем материал будет готов к использованию в биомедицинских и биоэлектронных целях, ученым необходимо провести дальнейшие исследования и доработки.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ATinform