Створено широкосмуговий плазмонний модулятор, здатний забезпечити швидкість передачі інформації 100 Гбіт/сек
28 Березня , 2017
Застосування голографічних технологій дозволило покращити якість роботи нанофотонних схем
29 Березня , 2017

Створено армований волокном гідрогель, міцність якого в п’ять разів перевищує міцність сталі

Гідрогелі, матеріали, що складаються переважно з води, мають величезний потенціал їх можна використовувати в самих різних галузях, починаючи від виготовлення прикрас і до виготовлення м’яких роботів. Однак, практичне застосування гідрогелів було обмежено їх малою міцністю. Нещодавно група дослідників з університету Хоккайдо закінчила розробку нового гідрогелевого матеріалу, армованого тканиною, витканою з м’яких волокон. І в результаті цього, показник міцності нового матеріалу в п’ять разів перевищує показник міцності вуглецевої сталі.
Композитні матеріали відомі людям вже майже тисячоліття, адже принципи їх виготовлення досить прості. Прикладом цього є звичайні цеглини, які раніше не обпікались у високотемпературних печах, а складались з глини, перемішаної з соломою в якості наповнювача.
Повернемося до гідрогелів. Ці матеріали складаються з довгих ланцюгів гідрофільних полімерних матеріалів. За рахунок цього, в об’ємі такого матеріалу може міститись до 90 відсотків води. У своїй більшості, гідрогелі не можуть похвалитись ні міцністю, ні стабільністю. Однак, додавання до гідрогелю крихітних скляних волокон перетворює гідрогель міцний, гнучкий і еластичний матеріал.
Структура материала
Додаткова міцність армованого волокном гідрогелю виходить внаслідок утворення динамічних іонних зв’язків між молекулами гідрогелю та волокна. В даному випадку дослідники використовували гідрогель на основі поліамфоліта (polyampholyte) і скляні волокна, діаметром, близько, 10 мікрометрів.
В результаті армування, матеріал виявився в 25 разів більш міцним, ніж проста скловолоконна тканина, зіткана з таких самих волокон. По відношенню до чистого гідрогелю, міцність нового матеріалу виявилась в сотні разів більшою, і, як вже згадувалось вище, міцність композитного гідрогелю виявилась вище міцності сталі в п’ять разів. Наведені тут дані не були отримані шляхом прямих вимірювань міцності, вони грунтуються на вимірюванні кількості енергії, необхідної для руйнування структури матеріалу.
“Армований скляним волокном гідрогель складається з води на 40 відсотків. Тим не менше, такий матеріал продовжує залишатись повністю нешкідливим для навколишнього середовища” – розповідає доктор Жіан Пінг Гонг (Dr Jian Ping Gong), – “Завдяки високій механічній міцності і ряду інших властивостей нового матеріалу, у нього є широка сфера застосування. Він може бути використаний, наприклад, для виготовлення штучних зв’язок і сухожиль, які, в силу міцності матеріалу, зможуть витримати великі фізичні навантаження”.

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: 
Inline
Inline