Создал армированных волокном гидрогель, прочность которого в пять раз сильнее, чем сталь

Гидрoгeля, мaтeриaлa, сoстoящeгo в oснoвнoм из вoды, имeeт бoльшoй пoтeнциaл для испoльзoвaния в рaзличныx oблaстяx, oт изгoтoвлeния ювeлирныx издeлий и изгoтoвлeния мягких роботов. Но практическое применение гидрогелей было ограничено его низкой прочности. Недавно группа исследователей из Университета Хоккайдо завершила разработку гидрогелевого материала, армированного ткань изготовлена из мягких волокон. И, как результат прочности новый материал в пять раз прочнее стали.

Композиционных материалов, известных человеку на протяжении почти тысячелетия, поскольку принципы для ее изготовления довольно проста. Примером этого является обычный кирпич, который не был сожжен в высокотемпературных печах, и состоял из глины, смешанной с соломой в качестве наполнителя.

Назад к гидрогелей. Эти материалы состоят из длинных цепей из гидрофильного полимерного материала. Из-за этого объем таких материалов может содержать до 90% воды. В большинстве гидрогелей может похвастаться ни сил, ни стабильности. Но, чтобы добавить гидрогель мелкие стеклянные волокна преобразует гидрогель в прочный, податливый и эластичный материал.

Дополнительная прочность армированных волокном гидрогель получают путем динамической ионной связи между молекулами гидрогеля и волокон. В этом случае ученые использовали гидрогель на основе polyampholyte (polyampholyte) и стеклоткани, диаметром 10 мкм.

В результате в качестве армирующего материала была в 25 раз более прочный, чем обычное стекло волокна ткань, сплетенная из тех же волокон. По сравнению с чистым прочности гидрогеля нового материала было в сотни раз больше, и, как упоминалось выше, прочность композиционного гидрогеля была выше, чем прочность стали в пять раз. Представленные здесь сведения не были получены путем прямого измерения силы, они основываются на измерении количества энергии, необходимой для разрушения структуры материала.

«Стеклянное волокно-усиленный гидрогель, состоящий из воды, с 40 процентов. Однако, такой материал остается полностью безвредным для окружающей среды», — говорит доктор Джан пинг-Гун (Джиан пинг-Гун), — «благодаря высокой механической прочности и других свойств новых материалов имеют широкий спектр применения. Он может быть использован для создания искусственных связок и сухожилий, которые из-за прочности материала, может выдерживать большие физические нагрузки».