Ученые из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT) создали новый синтетический клеящий материал, представляющий собой прозрачный и чрезвычайно вязкий гидрогель. В состав этого материала, формула которого была почерпнута из живой природы, входят кремний-стеклянные соединения, алюминий, титан и некоторые другие элементы, входящие в состав керамики. Но основная доля массы этого материала, характеристики которого сопоставимы с характеристиками материала, связывающего сухожилия и хрящи в живых организмах, чуть более 90 процентов, приходится на обычную воду.
Слой нового гидрогеля, зажатый между двумя стеклянными пластинами, позволил этой конструкции удерживать груз, весом в 25 килограмм. А основным достоинством нового материала является его способность к поглощению и рассеиванию энергии внешних воздействий. «Бутерброд» из двух пластин стекла или кремния со слоем гидрогеля внутри выдерживал без разрушения весьма чувствительные удары молотком. Когда исследователи ударили по этому многослойному материалу достаточно сильно, кремниевый слой, конечно, разрушился, тем не менее, гидрогель не дал ему распасться, удерживая вместе все кусочки.
«Новый гидрогель способен сильно растягиваться и деформироваться, не аккумулируя энергию, потраченную на это растяжение, как это делает, к примеру, резина» — пишут исследователи в сопроводительной статье, — «А химически активные составляющие этого материала образуют стабильные ковалентные связи с материалом поверхности, формируя полимерные сети, что обуславливает высокие адгезионные свойства гидрогеля».
Согласно имеющейся информации, новый гидрогель, благодаря «водянистой природе» будет сохранять свои свойства и работать во влажной среде или под водой. Его можно будет использовать в качестве защитного покрытия корпусов лодок, морских судов и субмарин. Кроме этого, гидрогель содержит только биологически совместимые компоненты, что позволит использовать его в медицине и в протезировании.
Но самой перспективной областью применения нового материала является робототехника и биоэлектроника. Гибкость, прочность и «липкость» этого материала позволят создать механические суставы, которые, обладая большим количеством степеней свободы, будут в точности копировать работу суставов человека и других живых существ. Кроме этого, гидрогель может обладать электропроводностью, для этого достаточно всего лишь «напитать» его водой с большим количеством растворенных в ней солей. Как показали эксперименты, ионной проводимости этого материала достаточно для прохождения через него электрического тока, способного обеспечить яркое свечение светодиода или небольшого полупроводникового лазера.
Источник: