[ad_1]
Исследователи создали новые материалы, которые очень эластичны и чрезвычайно прочны.
«Материалы, которые можно деформировать, но которые трудно сломать или порвать, желательны», — говорит Майкл Дики, соавтор статьи о работе и профессор химической и биомолекулярной инженерии Камиллы и Генри Дрейфус в штате Северная Каролина. Университет.
«Природа хороша в этом; подумайте о хрящах в качестве примера. Но разработка синтетических материалов с такими свойствами была сложной задачей, что делает нашу работу здесь интересной».
Новые материалы относятся к более широкой категории ионогелей, представляющих собой полимерные сетки, содержащие соли, которые являются жидкими при комнатной температуре.
Эти соли называются ионными жидкостями.
Дики и его сотрудники создали ионогели, которые почти на 70% состоят из жидкости, но обладают замечательными механическими свойствами.
А именно, они прочные — это означает, что они могут рассеивать много энергии, когда вы их деформируете, из-за чего их очень трудно сломать. Их также легко изготовить, легко обрабатывать, и вы можете распечатать их на 3D-принтере.
«Гидрогели, которые представляют собой полимерные сети, содержащие воду, довольно распространены», — говорит Дики. «Например, контактные линзы — это гидрогели.
Но ионогели имеют некоторые преимущества перед гидрогелями. Ионные жидкости не испаряются, как вода, поэтому вам не нужно беспокоиться о высыхании ионогеля.
Ионогели также электрически и термически стабильны и хорошо проводят электричество, что открывает некоторые интересные возможности для будущих приложений».
Чтобы сделать новые ионогели, исследователи начали с мономеров полиакриловой кислоты (используемой в детских подгузниках) и полиакриламида (используемой в контактных линзах) и сополимеризовали их в растворе ионной жидкости с использованием ультрафиолетового света.
Другими словами, они взяли ингредиенты для полиакриловой кислоты и полиакриламида, поместили их в ионную жидкость и пролили свет на это, чтобы создать сополимер, который включает в себя как мономеры, так и саму ионную жидкость.
«Конечный результат значительно лучше, чем в среднем для двух материалов», — говорит Дики. «Это как сложить 1+1 и получить 10.
Полученный гель обладает растяжимостью полиакриловой кислоты и даже прочнее, чем полиакриламид. С точки зрения прочности он лучше, чем хрящ. Но различия между ионогелями и гидрогелями делают их выгодными для разных применений».
Кроме того, ионогели, созданные командой Дики, также обладают свойствами самовосстановления и памяти формы.
Вы можете склеить два куска ионогеля вместе, подвергнуть их воздействию тепла, и они восстановят прочную связь.
Точно так же вы можете временно деформировать ионогель в новую форму, но он вернется к своей первоначальной форме при воздействии тепла.
Количество необходимого тепла зависит от того, насколько быстро вы хотите, чтобы материал «зажил» или вернулся к своей нормальной форме.
При воздействии температуры 60 градусов по Цельсию действия занимают всего десятки секунд.
«Мы очень рады, что создали что-то с действительно замечательными свойствами, которое можно сделать очень просто — достаточно просто осветить его — используя широко доступные полимеры», — говорит Дики. «И вы можете адаптировать свойства ионогеля, контролируя соотношение ингредиентов в процессе сополимеризации.
«Мы уже работаем с одним отраслевым партнером и готовы работать с другими над разработкой приложений для этого нового вида ионогеля».
В журнале опубликована статья «Жесткие и эластичные ионогели путем разделения фаз in situ». Природные материалы.
[ad_2]
Source