Гидрoгeли, мaтeриaлoв, сoeдинeний, глaвным oбрaзoм вoды, имeют oгрoмный пoтeнциaл для испoльзoвaния в сaмыx рaзличныx oблaстяx, нaчинaя oт изгoтoвлeния ювелирных изделий до производства роботов-мягких. Однако, практического использования гидрогелей было ограничено его низкой прочности. Недавно группа исследователей из университета Хоккайдо, окончил разработку нового гидрогелевого материала, армированного тканью, сплетенной из волокон. И, в результате, уровень сопротивления нового материала в пять раз превышает прочность углеродистой стали.
Композитные материалы известны людям уже почти тысячелетия, поскольку принципы изготовления достаточно просты. Примером этого являются кирпичи, которые раньше не жгли в печи высокая температура, и они были из глины, перемешанной с соломой в качестве наполнителя.
Вернемся к гидрогелям. Эти материалы состоят из длинных цепей гидрофильных полимерных материалов. Благодаря этому, в общем, этот материал может содержать до 90% воды. В большинстве гидрогели не могут похвастаться ни силы, ни стабильности. Тем не менее, в дополнение к гидрогелю небольших стеклянных волокон становится гидрогель прочный, гибкий и эластичный материал.
Дополнительная прочность армированного гидрогеля достигается за счет формирования динамических ионов отношений между молекул гидрогеля и волокна. В этом случае ученые использовали гидрогель на базе полиамфолита (polyampholyte) и стеклянного волокна, с диаметром около 10 мкм.
В результате усиления материал оказался в 25 раз сильнее, чем просто ткань из стекловолокна, материала, волокна. Что касается чистой гидрогелю сопротивление нового материала, оказалась в сотни раз, и, как уже упоминалось выше, сопротивление композитного гидрогеля оказалась выше прочности стали в пять раз. Данные, которые не были получены путем прямого измерения силы, основанные на измерении количества энергии, необходимой для разрушения структуры материала.
«Армированного стекла волокна гидрогель состоит из воды на 40%. Тем не менее, этот материал остается полностью безвредным для окружающей среды», — говорит доктор. Женева Настольный Гонг (Dr Jian Ping Gong), — «Благодаря высокой механической прочности и ряда других свойств нового материала, что существует широкое поле применения. Может быть использован для изготовления искусственных связок и сухожилий, которые, из-за сопротивления материала, способны выдерживать большие физические нагрузки».
