Гидрогеля, материала, состоящего в основном из воды, имеют большой потенциал для их использования в различных областях, начиная от изготовления украшений и для производства роботов мягкий. Однако, практическое применение гидрогелей был ограничен их низкой прочности. Недавно группа исследователей из Университета Хоккайдо завершена разработка гидрогелевых материалов, армированных тканью сплетенная из мягких волокон. И, как следствие, прочность нового материала в пять раз превышает прочность углеродистой стали.
Композиционных материалов, известных человеку на протяжении почти тысячелетия, поскольку принципы их изготовления достаточно проста. Примером этого служат обычные кирпичи, которые не были сожжены при высокой температуре в печи, и состоял из глины, смешанной с соломой в качестве наполнителя.
Еще в гидрогели. Эти материалы состоят из длинной цепочки гидрофильные полимерные материалы. Из-за этого, объем такой материал может содержать до 90% воды. В большинстве гидрогелей может похвастаться ни сил, ни стабильности. Однако, при добавлении в гидрогель из маленьких стеклянных волокон преобразует гидрогель в прочный, упругий и эластичный материал.
Дополнительную прочность волокна армированных гидрогель получают путем динамической ионной связи между молекулами гидрогеля и волокон. В данном случае ученые использовали гидрогель на основе polyampholyte (polyampholyte) и стекловолокном, диаметром около 10 микрометров.
В результате в качестве армирующего материала в 25 раз более прочный, чем обычные стекла волокна ткань, сплетенная из тех же волокон. По сравнению с чисто сила гидрогель нового материала было в сотни раз больше, и, как упоминалось выше, прочность композиционного гидрогеля была выше, чем прочность стали в пять раз. Представленные здесь сведения не были получены путем прямого измерения силы, они основываются на измерении количества энергии, необходимой для разрушения структуры материала.
«Волокна армированного гидрогель, состоящий из воды на 40%. Однако, такой материал остается полностью безвредным для окружающей среды», — говорит доктор Джан пинг-Гун (Джиан пинг-Гун), — «благодаря высокой механической прочности и других свойств нового материала, имеет широкий спектр применения. Он может быть использован для создания искусственных связок и сухожилий, которые из-за силы материала, может выдерживать большие физические нагрузки».
