Новый материал после разреза ножом самовосстанавливается за сутки, а на 80% — за 4 часа

Человеческая кожа уникальна — она сочетает прочность с гибкостью и способна самовосстанавливаться. До сих пор искусственные гели могли имитировать либо прочность кожи, либо её способность к регенерации, но не оба свойства одновременно. Теперь исследователи из Университета Аалто и Университета Байройта создали гидрогель с уникальной структурой, который преодолевает эти ограничения. Технология может использоваться для доставки лекарств, заживления ран, разработки мягкой робототехники и создания искусственной кожи.

Ученые добавили в мягкие и эластичные гидрогели крупные ультратонкие нанолисты из глины. Это создало упорядоченную структуру с плотно переплетенными полимерами. Это не только усилило прочность гидрогеля, но и наделило его способностью к самовосстановлению.

Процесс изготовления материала выглядел так: исследователи смешали порошок мономеров с водой, содержащей нанолисты из глины, и поместили смесь под УФ-лампу, похожую на те, что используют для гель-лака. Под воздействием УФ-света молекулы связываются, и в результате смесь превращается в эластичный гель.

Полимеры переплетаются, как нити шерсти, но в случайном порядке. Когда они полностью соединяются, их уже не отличить друг от друга. На молекулярном уровне они очень подвижны, и если их разрезать, они снова начинают сцепляться.

Через четыре часа после разрезания ножом материал восстанавливается на 80–90%, а через сутки — полностью. При этом гидрогель толщиной всего в миллиметр содержит 10 000 слоев нанолистов из глины, что делает его прочным, как кожа, и таким же эластичным и гибким.

Подобные технологии можно использовать при создании роботов с самовосстанавливающейся кожей или синтетических тканей, способных «сшивать» сами себя.

Хотя до практического применения еще далеко, это открытие представляет собой важный шаг вперед и может полностью изменить подход к проектированию материалов.

Источник: ХайТек+