Армированный гидрогель в 5 раз прочнее углеродистой стали

Команда профессора Цзянь Пин Гуна занимается разработкой армированных материалов из гидрогелей. Хотя они могут успешно применяться как биоматериалы, до сих пор не было создано достаточно надежного и прочного вещества для долгосрочного применения.

Взяв за основу гидрогели, содержащие большой объем воды, и соединив их со стекловолоконной тканью, ученые создали гибкие, но прочные материалы в результате того же метода, с помощью которого изготавливают армированную пластмассу. Они обнаружили, что комбинация полиамфолитных гелей и стекловолоконной ткани с размером волокна около 10 микрометров в диаметре дает в результате очень прочный и растяжимый материал.

В одиночку эти армированные гидрогели в 25 раз прочнее, чем стекловолокно, и в 100 раз прочнее обычных гидрогелей, если измерять количество энергии, необходимой на их разрушение. При этом, материал позволяет синергически повысить ударную вязкость с помощью ионных связей между волокном и гидрогелями и внутри гидрогелей, поскольку вязкость волокна увеличивается в сочетании с вязкостью гидрогелей. По этой причине новый материал в 5 раз прочнее углеродистой стали.

«Армированные волокнами гидрогели с 40% уровнем воды являются экологически чистым материалом, — говорит доктор Гун. — У них множество потенциальных вариантов применения, поскольку они прочные, стойкие и гибкие. Например, помимо текстильной и обрабатывающей промышленности, их можно использовать для создания искусственных связок и сухожилий, которые должны выдерживать серьезные нагрузки».

Принципы создания прочных материалов, открытые учеными Хоккайдо, можно применять и к другим материалам, например, резине, сообщает EurekAlert.

Гибкие оптоволоконные импланты разработали ученые Массачусетского института технологий и Гарвардской медицинской школы. Они представляют собой небольшие трубки из гидрогеля и оболочки, через которую при помощи светодиода могут проходить световые волны разной длины. После имплантации в человеческий организм их можно растягивать и сгибать, не рискуя при этом повредить внутренние органы.