28 марта 2017 
AdminGWP Гмдрoгeли, мaтeриaлы, кoтoрыe сoстoят прeимущeствeннo из вoды, имeeт oгрoмный пoтeнциaл для иx испoльзoвaния в сaмыx рaзличныx oблaстяx, oт прoизвoдствa ювeлирныx издeлий, и для изгoтoвлeния мягкиx рoбoтoв. Нo прaктичeскoгo примeнeния гидрoгeлeй былo oгрaничeнo иx низкoй прoчнoстью. Нeдaвнo группa исслeдoвaтeлeй из университета Хоккайдо закончили разработку нового гидрогелевого материала, армированные тканью, сотканной мягкие волокна. И в результате этот показатель прочности нового материала в пять раз превышает показатель прочности углеродистой стали.
Композитные материалы известны людям уже почти тысячу лет, потому что принципы их изготовления достаточно проста. Пример тому обычные кирпичи, которые раньше не обжигались высокой температуры в печах и состоял из глины, смешанной с соломой в качестве наполнителя.
Вернуться к гидрогелям. Эти материалы состоят из длинных цепей гидрофильных полимерных материалов. Благодаря этому в объеме такого материала может содержать до 90% воды. В большинстве гидрогели не может похвастаться ни прочность, ни устойчивость. Однако, добавив к гидрогелю небольшой стеклянные волокна делает гидрогель прочный, гибкий и эластичный материал.
Дополнительная прочность армированных волокном гидрогеля получается в результате образования динамического ионных связей молекул между гидрогеля также клетчатки. В данном случае ученые использовали гидрогель на основе полиамфолита (polyampholyte) и стеклянные волокна диаметром около 10 микрометров.
В результате укрепления материала было в 25 раз прочнее, чем просто стекловолоконная ткань, сотканная из таких нитей. По сравнению с чистым гидрогелю прочность нового материала было в сотни раз больше, и, как уже упоминалось выше, прочность комбинированного гидрогеля был выше прочность стали в пять раз. Здесь приведены данные не из прямых измерений силы, они основаны на измерении количества энергии, которая требуется для разрушения структуры материала.
«Усиленный стекло волокном гидрогель, состоящий из воды-на 40 процентов. Но такой материал остается полностью безвредным для окружающей среды», — говорит д-р Жиан Пинг Гун (Д-р Цзянь Пин Гун), — «Благодаря высокой механической прочности и ряд других характеристик нового материала имеют широкий спектр применения. Он может быть использован в производстве искусственных связок и сухожилий, которые благодаря прочности материала, в состоянии выдерживать большие физические нагрузки».
Рубрика: