“Супер желе” става като нечупливо стъкло, когато го прегази кола

Сподели
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Учени от университета в Кеймбридж са разработили нов тип мек материал със способност да издържа на монументални сили. Описан като „супер желе“, новият хидрогел използва уникална вътрешна структура, оприличена на молекулярни белезници, за да реагира на компресия, като навлезе в състояние, подобно на стъкло, което позволява да бъде прегазен от кола, без да бъде смачкан.

Хидрогелите представляват голям интерес за учените по материали. Високото им съдържание на вода ги прави подходящи за употреба в човешкото тяло и им осигурява разтегливи и самолекуващи свойства, които могат да се използват в роботиката, усъвършенстваните контактни лещи, изкуствените тъкани и заздравяването на рани. Авторите на това ново проучване се стремят да разширят тези възможности, като променят основната молекулярна структура.

„За да направим материали с механичните свойства, които искаме, ние използваме омрежващи средства, при които две молекули са свързани чрез химическа връзка“, казва д-р Зехуан Хуанг, първият автор на изследването. „Ние използваме обратими омрежващи агенти, за да направим меки и разтегливи хидрогелове, но създаването на твърд и свиваем хидрогел е трудно и проектирането на материал с тези свойства е напълно противоинтуитивно.

За да постигнат това, учените се обърнаха към молекули с форма на бъчви, наречени кукурбитурили, които “закопчават” двойки други молекули заедно в своята кухина. След това те използваха молекули, проектирани специално да останат в тази кухина по-дълго от обикновено, което има ефекта да поддържа мрежата здраво свързана и й позволява да варира от състояние, подобно на каучук, до такова, наподобяващо свръхтвърдо, нечупливо стъкло.

Според екипа това позволява на “супер желето” да издържа на сили, еквивалентни на слон, стоящ върху него, без да бъде смачкан. Без слонове под ръка, екипът подложи материала на изпитание, като вместо това го прегази в кола, демонстрирайки как може да се върне в първоначалната си форма.

„При 80 процента съдържание на вода бихте си помислили, че ще се спука като воден балон, но не е така: той остава непокътнат и издържа на огромни сили на натиск“, казва професор Орен А. Шерман, който ръководи изследването. “Свойствата на хидрогела привидно са в противоречие помежду си.”

Учените също така са използвали новия материал, за да направят сензор за налягане за човешки движения, като стоене, ходене и скачане. Сега те продължават да разработват материала с оглед адаптирането му за биомедицински приложения, като подмяна на хрущяли и потенциално мека роботика.

„Доколкото ни е известно, това е първият път, когато се правят хидрогели, подобни на стъкло“, казва Хуанг. „Ние не просто пишем нещо ново в учебниците, което е наистина вълнуващо, но отваряме нова глава в областта на високоефективните меки материали.”

Изследването е публикувано в списанието Природни материали, докато можете да видите как супер желето се прегази във видеото по-долу.

„Супер желе“ може да оцелее да бъде прегазено от кола

Източник: университет в Кеймбридж

.

Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •