Мягкий, но неубиваемый: открыт секрет быстрого самоукрепления гидрогеля

Гидрогели — это мягкие материалы, которые состоят из полимерных сетей и воды. Они пропускают вещества, которые меньше, чем ячейки их сети, и используются в биоматериалах, контактных линзах, мягких роботах и других областях.

Когда химические связи в гидрогеле рвутся, материал слабеет и может разрушиться. Но если добавить мономеры, эти разрывы могут запустить создание новых связей, делая материал прочнее.

Результаты опубликованы в Nature Materials.

Команда профессора Цзянь Пин Гуна из Университета Хоккайдо уже работала с гидрогелями, которые укрепляются сами. Эти гидрогели состоят из двух сетей: жесткой и хрупкой первой сети и гибкой второй. Но процесс укрепления был слишком медленным. Чтобы ускорить его, ученые добавили в первую сеть слабые азосоединения (-N=N-). Когда материал растягивают, эти связи рвутся, создавая активные частицы (радикалы). Они быстро реагируют с мономерами, которые впитывает гидрогель, и образуют новую, более прочную сеть. Этот процесс происходит в 100 раз быстрее, чем раньше, что делает материал устойчивым к разрушению.

Профессор Майкл Рубинштейн и его команда помогли понять, как скорость деформации влияет на укрепление.

Материалы, которые сами себя укрепляют, — это не просто долговечность, это активная адаптация. Мы можем управлять этим процессом, чтобы создавать материалы с нужными свойствами, — говорит Чжи Цзянь Ванг, ведущий автор исследования.

Ранее ученые использовали гидрогель для создания искусственных мышц.

Фото: гидрогель с двойной сетью растягивается на разную длину. Горловина гидрогеля указывает на разрыв первой полимерной сети. Источник: WPI-ICReDD.

26.02.2025


Подписаться в Telegram



Хайтек

PRL: Иридий усиливает магнитные свойства сплава Fe-Co
PRL: Иридий усиливает магнитные свойства сплава Fe-Co

Магнитные материалы — это осно...

Математику и металл объединили для идеальных труб
Математику и металл объединили для идеальных труб

Объединенная металлургическая компания из ...

Открытие, которое притягивает: новая технология производства магнитов
Открытие, которое притягивает: новая технология производства магнитов

В Корейском институте материаловедения команда...

Луч, который зажигает звезды: в МИФИ собирают гигантский лазер
Луч, который зажигает звезды: в МИФИ собирают гигантский лазер

В НИЯУ МИФИ начали собирать огромный оптически...

MXene в 3D-печати: прорыв в создании микроструктур
MXene в 3D-печати: прорыв в создании микроструктур

Исследовательская группа Smart 3D Printing из&...

Бор и азот: как химики нашли ключ к новым материалам
Бор и азот: как химики нашли ключ к новым материалам

Ученые придумали новый способ, как соедин...

PRB: Ученые упростили изучение квантовой запутанности
PRB: Ученые упростили изучение квантовой запутанности

Когда-то Альберт Эйнштейн называл квантовую за...

Квантовый рывок: процессор Zuchongzhi-3 обогнал суперкомпьютеры
Квантовый рывок: процессор Zuchongzhi-3 обогнал суперкомпьютеры

Группа ученых из Китайского университета ...

Разработана одежда с секретом: проведите рукой — и она сработает
Разработана одежда с секретом: проведите рукой — и она сработает

Команда ученых из Ноттингемского универси...

Внимание, фермер: тамбовский дрон тебе товарищ
Внимание, фермер: тамбовский дрон тебе товарищ

Группа ученых из Тамбовского государствен...

Оранжевый прорыв: как бор и углерод нашли общий язык
Оранжевый прорыв: как бор и углерод нашли общий язык

Бор, углерод, азот и кислород &mdash...

Медь + графен: ученые создали материал для охлаждения электроники
Медь + графен: ученые создали материал для охлаждения электроники

Ученые придумали новый способ создавать легкие...

Волгоградские ученые создали робота для вертикального перемещения
Волгоградские ученые создали робота для вертикального перемещения

Ученые из Волгоградского государственного...

Ученые создали идеальный материал для гибких экранов
Ученые создали идеальный материал для гибких экранов

Растягивающиеся материалы для экранов ста...

Оксид алюминия заставляет молекулы светиться ярче
Оксид алюминия заставляет молекулы светиться ярче

Ученые выяснили, что тонкие пленки из&nbs...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Буровая установка на лыжах: в Татарстане ученые ускорили добычу нефти
Буровая установка на лыжах: в Татарстане ученые ускорили добычу нефти
Открытие, которое притягивает: новая технология производства магнитов
Открытие, которое притягивает: новая технология производства магнитов
Точка кипения: почему никелевые аккумуляторы могут быть опасны
Точка кипения: почему никелевые аккумуляторы могут быть опасны
Невидимый враг в тарелке: чем опасны микотоксины
Невидимый враг в тарелке: чем опасны микотоксины
Умные бактерии: как микрофлора кишечника управляет нашим мозгом
Умные бактерии: как микрофлора кишечника управляет нашим мозгом
Природа как лекарство: как деревья и горы успокаивают боль
Природа как лекарство: как деревья и горы успокаивают боль
Небесный дуэт: две звезды, которые перевернули представление о радиосигналах
Небесный дуэт: две звезды, которые перевернули представление о радиосигналах
Математику и металл объединили для идеальных труб
Математику и металл объединили для идеальных труб
Шепот мозга: что голос может рассказать о когнитивном здоровье
Шепот мозга: что голос может рассказать о когнитивном здоровье
PRL: Иридий усиливает магнитные свойства сплава Fe-Co
PRL: Иридий усиливает магнитные свойства сплава Fe-Co
Красный свет науки: как химики создали идеальный люминофор
Красный свет науки: как химики создали идеальный люминофор
Ген скорости: вот почему африканские спринтеры бегают быстрее
Ген скорости: вот почему африканские спринтеры бегают быстрее
Проснись, фолликул: ученые нашли ключ к лечению алопеции
Проснись, фолликул: ученые нашли ключ к лечению алопеции
Ученые нашли способ обмануть травму спинного мозга
Ученые нашли способ обмануть травму спинного мозга
Клеточные алхимики: ученые создают нейроны из клеток кожи
Клеточные алхимики: ученые создают нейроны из клеток кожи

Новости компаний, релизы

ЦОДы в центре внимания: встречаемся в Москве весной 2025
Гонки без границ: как студенты борются за титул лучшего симрейсера
Медицинские инновации: как стать архитектором будущего здравоохранения
Протоны, нейтроны и наночастицы: как наука помогает онкологии
Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки