Loading...

Meixiang Wang, NC State University

Инженеры из Университета штата Северная Каролина (США) разработали новый полимерный материал, который одновременно и прочный, и эластичный. Он относится к классу ионогелей. Статья о проделанной работе опубликована в журнале Nature Materials.

Сейчас довольно широко используются гидрогели  полимерные сетки, которые содержат воду. Так, например, контактные линзы представляют собой гидрогели. Однако также существуют ионогели  полимерные сетки, содержащие соли. При комнатной температуре ионогели находятся в жидком состоянии. Ионогели имеют ряд преимуществ перед гидрогелями. Ионные жидкости (соли) не испаряются, в отличие от воды, поэтому ионогели не подвержены высыханию. Ионогели термически и электрически стабильны. Они проводят электричество, что открывает ряд возможностей для их применения.

Для получения нового ионогеля ученые использовали в качестве мономеров полиакриловую кислоту и полиакриламид. Они поместили мономеры в ионную жидкость и воздействовали на реакционную среду ультрафиолетом. В результате этого получился сополимер  ионогель. Он практически на 70% состоит из жидкости и обладает уникальными механическими свойствами. Новый ионогель довольно прочен — при деформации материала происходит диссипация (рассеяние) большого количества энергии, из-за чего материал тяжело сломать. Также материал отличается простотой синтеза. Его даже можно создавать на 3D-принтерах.

Новый ионогель также способен удерживать форму и восстанавливать ее. Например, можно соединить два куска ионогеля и нагреть их, после чего они крепко соединятся вместе. Таким же образом можно придать ионогелю на некоторое время новую форму — а потом снова нагреть его до высоких температур, и он вернется в исходную форму. Количество тепла, которое для этого нужно, зависит от того, насколько быстро материал должен вернуться в исходную форму. При температуре 60 °С для этого требуется всего несколько десятков секунд.

«Конечный результат гораздо лучше, чем просто "среднее арифметическое" двух материалов. Как если бы мы сложили 1+1 и получили 10. Получившийся гель обладает растяжимостью полиакриловой кислоты и более прочен, чем полиакриламид. Что касается прочности, по этому показателю гель даже лучше хрящевой ткани. А разница между ионо- и гидрогелями дает им преимущества для применения в разных областях»,  поделился Майкл Дики, соавтор работы.


Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.