Перейти к содержанию

Создан армированного гидрогель, прочность которого в пять раз превышает прочность стали

Гмдрoгeли, мaтeриaлы, сoстoящиe в oснoвнoм из вoды, сoздaют oгрoмный пoтeнциaл для иx испoльзoвaния в рaзличныx oблaстяx, нaчинaя oт прoизвoдствa ювeлирныx изделий и в производстве роботов, мягкие. Тем не менее, практическое применение гидрогелей был ограничен из-за их низкого сопротивления. Недавно группа исследователей из университета Хоккайдо завершила разработку нового гидрогелевого материала, армированного тканью, сотканной из волокон, мягкие. И в результате этого, коэффициент сопротивления нового материала в пять раз показатель прочности углеродистой стали.

Композитные материалы известны людям уже почти тысячелетие, потому что принципы изготовления достаточно просты. Примером этого являются обычные кирпичи, которые ранее не были сожжены в печах с высокой температурой, и состоял из глины, смешанной с соломой в качестве наполнителя.

Вернемся к гидрогелям. Эти материалы состоят из длинных цепочек гидрофильных полимерных материалов. Благодаря этому, в объеме такого материала может содержать до 90 процентов воды. В большинстве гидрогелей, не может похвастаться ни силы, ни стабильности. Однако, добавление гидрогелю крошечных стеклянных волокон, превращает гидрогеля, прочный, гибкий и эластичный.

Чем больше сопротивление армированного гидрогеля, полученного из-за динамики ионных связей между молекул гидрогеля и волокна. В этом случае ученые использовали гидрогель на основе полиамфолита (polyampholyte) и стекловолокном, диаметром около 10 микрометров.

В результате, арматуры, материал, сделал 25 раз сильнее, чем простое стекловолоконная ткань, сплетенную из этих же волокон. По отношению к прибыли гидрогелю силы этого нового материала оказалось в сотни раз больше, и, как упоминалось выше, прочность композитного гидрогеля был выше прочность стали в пять раз. Данные не были получены путем прямых измерений силы, они основаны на измерении количества энергии, необходимой для разрушения структуры материала.

«Усиленный стекловолокном, стекловолокно, гидрогель состоит из воды на 40%. Тем не менее, этот материал остается совершенно безвредным для окружающей среды», — объясняет д-р Ruig Ping Gong (д-Р Jian Ping Gong), — «Благодаря высокой механической прочности и ряда других свойств нового материала широкая область применения. Он может быть использован для изготовления искусственных связок и сухожилий, которые из-за твердости материала, могут выдержать физических усилий».