Исследователи из Университета Аалто и Байройтского университета разработали уникальный гидрогель, который впервые объединяет высокую жесткость, эластичность и способность к самовосстановлению. Это открытие может стать основой для новых технологий в медицине, робототехнике и создании искусственной кожи. Работа опубликована в журнале Nature Materials.
Главным секретом нового материала стали ультратонкие глиняные нанолисты, встроенные в структуру гидрогеля. Они формируют плотную сеть, в которой полимеры переплетаются подобно нитям шерсти, создавая жесткий, но подвижный материал.
Процесс изготовления напоминает сушку гель-лака: порошок мономеров смешивают с водой и нанолистами, а затем подвергают воздействию УФ-излучения. В результате молекулы соединяются, образуя эластичный гель. Если его разрезать, полимерные нити снова начинают переплетаться, восстанавливая структуру. Уже через 4 часа гидрогель восстанавливается на 80-90%, а через 24 часа полностью заживает.
Благодаря 10 тысячам слоев нанолистов в одном миллиметре материала гидрогель обладает прочностью и гибкостью, сравнимыми с человеческой кожей. Это открывает возможности для создания самовосстанавливающихся роботов, биосовместимых искусственных тканей и усовершенствованных систем доставки лекарств.
«Мы нашли способ сделать традиционно мягкие гидрогели прочными. Это может перевернуть представления о проектировании новых материалов», — отметил один из авторов исследования Хан Чжан.
Ранее ученые выявили неожиданную пользу щепотки соли.
