Bulcsú
11 °C
26 °C
Index - In English In English Eng

Bivalyerős és extra rugalmas az új hidrogél

2012.09.06. 13:21

Az eredeti mérete hússzorosára nyújtható, mégis strapabíró hidrogélt a Harvard Egyetem anyagkutatói hozták létre. Zhigang Suo kutatásvezető kollégáival olyan polimert készített, amely nagy mennyiségű vizet képes magába szívni, így hozva létre a 90 százalékos víztartalmú hidrogélt. Az új anyag elszakításához körülbelül 9 ezer joule munkára van szükség négyzetméterenként – a természetes gumi eltépéséhez is nagyjából ekkora erő kell. A gél eredeti hossza hússzorosára is nyújtható anélkül, hogy elszakadna, így kézzel el sem lehet tépni. A kutatók az anyag rugalmasságát és erejét bizonyító demonstrációs videóban egy súlyos fémgolyót ejtettek a kifeszített hidrogélre, amiről a golyó egyszerűen visszapattant.

Hidrogéleket már korábban is létrehoztak, de ezek általában könnyen elszakadtak. A jelenleg használt legerősebb hidrogéleket például lágy kontaktlencsék gyártásához használják fel. Ezen túlmenően is szükség lenne azonban az anyagra, például mesterséges szervek növesztéséhez; ebből olyan vázat lehetne létrehozni, amelyre ráépülhetnének az őssejtek, vagy porcokat is helyettesíthetnének vele. Az új hidrogél két polimerből, alginátból és poliakrilamidból készült. Mindkét polimer hálózatot alkot, de különböző kémiai kötéseket alkalmaz ehhez: az alginát molekulái ionos kötéssel kapcsolódnak egymáshoz, míg a poliakrilamidban erősebb, kovalens kötések vannak. Ez a kettősség adja az új hidrogél különleges tulajdonságát.

Amikor a gélt nyújtják, megütik vagy csavarják, akkor az ionos kötések elszakadhatnak, majd újjáalakulhatnak az anyag teljes kiterjedésében, így oszlatva szét a tárgyat érő erőhatást. Eközben kevesebb kovalens kötés szakad fel, ami előny, ugyanis a kötések megszűnése visszafordíthatatlan. A megmaradó kovalens kötések összetartják az anyagot, ez pedig biztosítja, hogy az erőhatást követően visszanyerje a tárgy az eredeti formáját. Külön-külön mindkét polimer képes hidrogélt létrehozni, ám amikor összekeverik őket, az így kialakuló anyag sokkal erősebbé válik, mint a kiinduló anyagok bármelyike.