Китайские ученые создали гидрогель из катионного мономера с большим количеством полимерных клубков. Новый материал выдерживает 10000-процентное растяжение, обладает ионной проводимостью и восстанавливается после небольших повреждений. Об этом сообщает N + 1 при поддержке ежегодной Национальной премии в области будущих технологий «Вызов».
Гидрогели состоят из цепочек полимеров с гидрофильными свойствами: они быстро впитывают воду и увеличиваются в объеме. Это мягкий эластичный материал, который высыхает без влаги. До сих пор обратимая деформация гидрогелей достигала максимум 3000 %. Но недавно исследователи под руководством Чао Вана из Университета Цинхуа создали сверхэластичный материал.
Химики выяснили, что новый полимер имеет структуру жемчужного ожерелья. Он состоит из свернутых в клубки цепочек, которые раскручиваются при деформации. Повышенную эластичность и обратимую деформацию обеспечивают, с одной стороны, гидрофобные взаимодействия клубков алкильных цепочек, а с другой — гидрофильные связки с аммонийными катионами. Благодаря такой структуре образцы гидрогеля во время испытаний растягивали в разные стороны со стократным увеличением их площади и надували из них шарики, превосходящие изначальный объем в 1000 раз. При этом после окончания воздействия пленки за пару секунд возвращались в исходную форму.
Еще одно свойство нового материала — способность к секундному самоизлечению после проколов иглой или ножом. Плюс гидрогелевый воздушный шарик во время эксперимента выдержал вес пятидесятикилограммового человека, а после возвратился в исходный вид.
Суперэластичный прочный гидрогель из простого исходного мономера можно применять в производстве манипуляторов и мягкой электроники.
Обложка: © «Союзмультфильм»