Науковці з Університету Аалто та Університету Байройта розробили унікальний самовідновлюваний гідрогель. Його головна особливість — здатність самостійно загоювати 80-90% пошкоджень за 4 години та повністю відновлюватися протягом доби.
Про це повідомило видання Interesting Engineering.
Гідрогель складається з ультратонких глиняних нанолистів, які утворюють складну полімерну мережу. Вона надає матеріалу міцність, гнучкість та унікальну здатність до самовідновлення.
Щоб створити цей матеріал, вчені змішали порошок мономерів із водою, що містить нанолисти. Далі суміш піддали дії ультрафіолетового випромінювання, яке викликало хімічну реакцію – окремі молекули почали зв’язуватися між собою, утворюючи міцний, але еластичний гель.
“Ультрафіолетове випромінювання лампи змушує окремі молекули зв’язуватися одна з одною, внаслідок чого все перетворюється на еластичну тверду речовину — гель”, — заявив співавтор дослідження.
Головний секрет самовідновлення гідрогелю – у його полімерній структурі. Полімери переплітаються між собою подібно до ниток вовни, але у хаотичному порядку. Завдяки цій особливості після розрізу вони можуть знову “зчіплюватися” та відновлювати структуру матеріалу.
“Заплутування означає, що тонкі полімерні шари починають закручуватися один навколо одного, як крихітні вовняні нитки, але у випадковому порядку. Коли полімери повністю сплутані, їх не відрізнити один від одного. Вони дуже динамічні та рухливі на молекулярному рівні, і коли ви їх розрізаєте, вони знову починають переплітатися”, — додав вчений з Університету Аалто.
Науковці повідомили, що гідрогель загоюється неймовірно швидко: він відновлюється на 80-90% вже за перші чотири години після розрізу, а повне відновлення відбувається через 24 години.
У зразку товщиною всього 1 мм міститься приблизно 10 000 шарів нанолистів. Це забезпечує гідрогелю міцність, подібну до людської шкіри, і водночас гнучкість.