Гидрогели показали значительный потенциал применения в различных областях, их использование было ограничено только их недостаточной прочностью. Команда ученых из Университета Хоккайдо разработала новый вид гидрогелевых композитов, которые сочетают качества гидрогелей и волокон ткани, создав материал, который в пять раз прочнее углеродистой стали.
Композитные материалы используются человечеством в течение тысячелетий. Очень мягкая субстанция, такая как грязь, может быть достаточно крепкой, чтобы изготавливать кирпичи, если в нее добавить солому, которая будет служить связующим материалом. То же самое относится и к добавлению измельченного керамического кирпича, ракушки, фрагментов керамики или стеклянных волокон к пластичным материалам. Гидрогели изготавливаются из гидрофильных полимерных материалов, которые поглощают до 90 процентов воды. Они не очень прочные, но за счет добавления стеклянных нановолокон, исследователи создали жесткий, гибкий и эластичный материал.
По данным исследователей, композиционные гидрогели оказались удивительно прочными, вероятно, из-за динамической ионной связи между волокнами и гидрогелем. Исходя из количества энергии, необходимой для разрушения материала, композиционный гидрогель оказался в 25 раз крепче, чем ткань из стекловолокна, в 100 раз крепче, чем гидрогели, и в пять раз крепче, чем углеродистая сталь.
«Армированные гидрогели содержат 40 процентов воды и являются экологически чистыми. Материал может использоваться в различных сферах благодаря своей надежности, долговечности и гибкости», — говорит Цзянь Пинг Гун, один из авторов исследования.
