Вы наверняка видели губку из люффы — жесткую, пористую штуковину, которая висит в ванной. Кажется, будто она сделана из пластика, но на самом деле это высушенный скелет особого сорта огурца. Сухая люффа твердая, а мокрая — гибкая, к тому же быстро сохнет, поэтому на ней не заводится плесень. Ученые из Токийского университета создали синтетический аналог такой губки, но с куда более впечатляющими свойствами.

Новый материал — это пористый полимер, легкий, но при этом прочный. В сухом состоянии он жесткий, а во влажном становится гибким. Кроме того, он реагирует на уровень кислотности: при изменении pH его жесткость можно регулировать.

Результаты опубликованы в издании Science.

Пористый полимер — материал с микроскопическими порами в структуре, как губка. Эти поры могут пропускать одни вещества (например, воду) и задерживать другие (вирусы). Чем мельче поры, тем выше избирательность.

Мы не планировали копировать люффу, но получилось очень похоже, — говорит Йошимицу Ито, доцент кафедры химии и биотехнологий. — Природные полимеры с такими свойствами уже существуют, но синтетический аналог дает нам контроль над характеристиками.

Где это пригодится

• Фильтры — материал задерживает даже вирусы и бактерии, а затем их уничтожает.
• Конструкционные элементы — он вчетверо прочнее обычных полимеров, но при этом легкий.
• Электроника — если его обжечь в инертной среде, получится тонкая углеродная мембрана для микроконденсаторов.

Производство дешевое: смесь депротонированного резорцина и альдегида в воде под напряжением сама собирается в тонкую пленку. Никакой дополнительной обработки не нужно — в отличие от традиционных методов, где сначала делают полимер, а потом его прессуют.

Главный плюс — универсальность. Материал сочетает легкость, прочность и «умные» свойства (реакция на pH). В медицине его можно использовать для фильтрации воздуха в больницах или создания биосовместимых имплантов. В электронике — для гибких датчиков. В строительстве — как легкий каркас для дронов или космических аппаратов. А если научиться масштабировать производство, он заменит пластик в упаковке — будет и прочнее, и экологичнее.

Отметим, что исследователи не проверили биобезопасность материала для длительного контакта с кожей или при попадании в организм. Хотя лигнин-подобный состав внушает оптимизм, без тестов на токсичность рано говорить о медицинском применении. Кроме того, неясно, как поведет себя материал при экстремальных температурах — например, в космосе или в двигателях.

Ранее ученые сообщили, как морские губки помогают бороться с раком и малярией.