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

От фононов до туннелей: как тепло движется в сложных материалах
От фононов до туннелей: как тепло движется в сложных материалах

Органические полупроводники и металлоорга...

Робот, который не боится бардака: как ИИ учится быть человеком
Робот, который не боится бардака: как ИИ учится быть человеком

Представьте себе робота, который может пригото...

Химия роста: тамбовский «Пигмент» нашел замену импорту
Химия роста: тамбовский «Пигмент» нашел замену импорту

Завод Пигмент в Тамбове продолжает активн...

Точность и прочность: ученые напечатали огнеупоры без усадки
Точность и прочность: ученые напечатали огнеупоры без усадки

Ученые из Томского политехнического униве...

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...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Вода вместо лазера: успешно испытан новый способ лечения увеличенной простаты
Вода вместо лазера: успешно испытан новый способ лечения увеличенной простаты
Тайна паразитов: как корнеголовые подчиняют себе ракообразных
Тайна паразитов: как корнеголовые подчиняют себе ракообразных
CINO: человек, который знает, куда идти
CINO: человек, который знает, куда идти
Секреты океана: кто такие археи Асгарда и почему они важны
Секреты океана: кто такие археи Асгарда и почему они важны
Лазерная магия: ученые создают невидимые метки для защиты от подделок
Лазерная магия: ученые создают невидимые метки для защиты от подделок
Войны бактерий: как микробы уничтожают друг друга ради выживания
Войны бактерий: как микробы уничтожают друг друга ради выживания
Сеть на грани: как глобальные сбои интернета меняют нашу жизнь
Сеть на грани: как глобальные сбои интернета меняют нашу жизнь
Теплицы без жары: как ученые охладили воздух и удвоили урожай
Теплицы без жары: как ученые охладили воздух и удвоили урожай
Кровь, любовь и искусство: что скрывает «Поцелуй» Климта
Кровь, любовь и искусство: что скрывает «Поцелуй» Климта
Пингвины на хвосте: как криль выживает в океане
Пингвины на хвосте: как криль выживает в океане
Скрутил — и работает: как угол поворота меняет сверхпроводимость
Скрутил — и работает: как угол поворота меняет сверхпроводимость
От фононов до туннелей: как тепло движется в сложных материалах
От фононов до туннелей: как тепло движется в сложных материалах
Пузырьки против дерматита: как душ может стать лекарством
Пузырьки против дерматита: как душ может стать лекарством
Ложная тревога: почему иммунитет атакует своих и как это остановить
Ложная тревога: почему иммунитет атакует своих и как это остановить
Ученые создали инструмент для множественного редактирования генов
Ученые создали инструмент для множественного редактирования генов

Новости компаний, релизы

Наука в поле: что скрывается за успехами современного животноводства
Камчатский университет взял курс на перемены: кто будет рулить развитием
Как готовят пилотов дронов в Москве
Юные защитники неба: детский слет по беспилотникам в Нижнем Новгороде
С понедельника или с Нового года? Как мы строим планы и бросаем их