Новый материал, созданный в Гарвардском университете, относится к группе пластиков, из которых делают контактные линзы, но обладает невероятной эластичностью и прочностью.
Стальной шарик весом 64 грамма и диаметром 2.54 см, брошенный с высоты 1.86 метра на мембрану из нового гидрогеля толщиной всего 1 мм, не смог проделать дырку в материале, который почти моментально принял первоначальную форму.
Хотя со стороны кажется, что шарик погрузился во что-то вроде жидкости, на самом деле он столкнулся с мембраной из новейшего материала. Мембрана настолько эластична, что шарик подскакивает на ней, как выпущенный из рогатки.
Научный коллектив из Гарвардского университета под руководством Жиганг Суо создала принципиально новый гидрогель, образец которого может растягиваться на длину, в 20 раз превышающую первоначальную, и переносить давление силой в 9000 Джоулей на квадратный метр, без каких-либо повреждений. До настоящего времени самые прочные гидрогелевые материалы выдерживали не более 700 Джоулей на квадратный метр.
Для получения столь прочного и эластичного материала, сохраняющего вдобавок свои свойства надолго, исследователи соединили два полимера, альгинат и полиакриламид. Секретом соединения стало особое сочетание атомарных связей внутри молекул гидрогеля. Связи между атомами составляют подобие гибкой сетки – ионы кальция соединены таким образом, что остальные атомарные связи могут возникать или исчезать без ущерба для целостности молекулы. Когда шарик падает на материал, энергия рассеивается в гидрогеле, позволяя ему деформироваться, а не рваться.
Эластичность материала также поддерживается вторым типом внутримолекулярной сетки: ковалентные связи между атомами обеспечиваются общими электронами.
Обладая подобными уникальными свойствами, гидрогель может найти применение во многих областях промышленности – от производства мягких, но прочных оптических контактных линз до протезирования.