Учёные из США и Южной Кореи создали сверхтягучий материал

Уникальный материал, способный на 21-кратное растяжение без повреждений стал результатом совместной работы специалистов из Гарварда (Harvard University), университета Дьюка (Duke University), а также национального университета Сеула (Seoul National University). В статье, опубликованной в журнале Nature, рассказывается, что материал является гидрогелем, то есть состоит из сети гидрофильных полимерных цепей, и, как следует из названия, содержит воду. Любопытно, что данный гидрогель был получен путём смешения веществ, обладающих гораздо меньшей тягучестью.

Уникальный материал, способный на 21-кратное растяжение без повреждений стал результатом совместной работы специалистов из Гарварда (Harvard University), университета Дьюка (Duke University), а также национального университета Сеула (Seoul National University).

В статье, опубликованной в журнале Nature, рассказывается, что материал является гидрогелем, то есть состоит из сети гидрофильных полимерных цепей, и, как следует из названия, содержит воду.

Любопытно, что данный гидрогель был получен путём смешения веществ, обладающих гораздо меньшей тягучестью. Так, альгиновая кислота представляет собой вязкое вещество, которое может растягиваться не более чем в 1,2 раза от первоначальной длины.

Чтобы добиться более высокого растяжения, учёные смешали альгиновую кислоту в пропорции 8:1 с полиакриламидным гелем, который известен тем, что используется при электрофорезе ДНК. Он также не обладает большой тягучестью.

Альгиновая кислота состоит из полимерных цепей, которые образуют между собой слабые ионные связи, захватывая при этом атомы кальция, растворённые в воде (образуются соли альгиновой кислоты — альгинаты). В момент растяжения ионные связи рвутся, освобождая кальций. 

Полиакриламид образует сетчатую структуру, которая имеет ковалентную (очень сильную) связь с альгинатом. В результате, если в процессе растяжения материал рвётся (образует трещину), полиакриламидовая сетка распределяет нагрузку по большой площади, растягивая ионные связи альгинатов и даже разрывая их тут и там.

В силу этого процесса гидрогель, даже будучи повреждённым, сохраняет способность к сильному растяжению. Проведённые опыты показали, что, несмотря на многочисленные трещины, материал удалось растянуть в 17 раз от первоначальной длины. 

Примечательно, что, если оставить повреждённый гидрогель в покое, через некоторое время он восстановится. Причём процесс формирования новых ионных связей ускоряет повышение температуры окружающей среды. Таким образом, гидрогелевый материал можно использовать снова и снова, он не потеряет эластичность и прочность.

Помимо выдающейся тягучести материал обладает таким важным свойством, как биосовместимость.

«Необыкновенно высокое растяжение вкупе со способностью к восстановлению геля восхищают, – рассказывает Чжиган Суо (Zhigang Suo) из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук. – Теперь, когда мы экспериментально продемонстрировали возможности материала, его можно использовать в самых разных областях человеческой деятельности: в робототехнике, фармацевтике, а также в тканевой инженерии».

В качестве примера учёный приводит хрящевую ткань. Сегодня повреждённый коленный сустав полностью заменяют металлическим аналогом. Однако теперь появилась возможность продвинуться в области создания искусственных суставов, выполняя отдельные необходимые элементы из уникального гидрогеля.

 

Источник: www.vesti.ru

Новости сотрудничества США и Южной Кореи
В конце августа США и Южная Корея провели совместные учения Ulchi-Freedom Guardian 2014.

Маневры США и Южной Кореи могут быть отменены из-за тайфуна "Данас"
«Тайфун „Данас“, направляющийся к континентальной территории Южной Кореи от острова Чеджу, сопровождается порывистым ветром и высокими волнами, мы вынуждены приостановить военные учения с союзниками.

Армия КНДР приведена в боевую готовность из-за учений США и Южной Кореи
В сообщении комитета говорится, что КНДР ответит на угрозу твердо и без колебаний. «При малейшей угрозе наша армия начнет серию превентивных ударов на поражение», — передает ЦТАК.

КНДР потребовала созыва экстренной встречи СБ ООН из-за военных учений США и Южной Кореи
ООН, 24 августа. /Корр. ТАСС Олег Зеленин/. Пхеньян обратился в Совет Безопасности ООН с просьбой созвать экстренную встречу в связи с проведением США и Южной Кореей совместных военных учений. В…


  • Материал,
  • Университет,
  • Гидрогель,
  • Растяжение,
  • Связь
Комментировать публикацию через Постсовет:
Комментарии (0) RSS свернуть / развернуть

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.


Комментировать публикацию через Вконтакте: