Grafisk abstrakt. Kredit:ACS Applied Materials &Interfaces (2022). DOI:10.1021/acsami.2c01261
Humpty Dumpty, det berømte æg af børnerim berømmelse, faldt ned fra en væg og kunne ikke sættes sammen igen. Men hvis han havde båret en beskyttende jakke lavet af gelatine og majsstivelse, kunne han være forblevet intakt. Forskere i ACS Applied Materials &Interfaces rapporter, at ved at tilføje stivelse til gelatine, har de skabt geler, der beskytter skrøbelige genstande, såsom æg – og måske en dag, folks hoveder.
Selvom bobleplast og pakning af jordnødder er beregnet til at holde sarte genstande sikre, fungerer de nogle gange ikke godt nok, og genstande kan stadig gå i stykker. På samme måde hjælper polstringen i hjelme med at beskytte folks hoveder mod skader under voldsomme kontakter i hockey, skateboarding og ridning. Men nogle atleter udvikler stadig hjerneskader fra at blive ramt meget hårdt eller falde på en hård overflade. Derfor er der brug for tynde, fleksible materialer, der gør et bedre stykke arbejde med at absorbere og aflede kraften fra stød.
Tidligere har forskere udviklet elastomerskum til dette formål, men hydrogeler - netværk af polymerkæder, der er plumpet op af vandmolekyler - er en anden mulighed. Så Srinivasa Raghavan, Sairam Ganesh og Nikhil Subraveti ønskede at formulere hydrogeler, der kunne beskytte mod stærke påvirkninger. De brugte æg og blåbær som modeller for skrøbelige genstande og testede hydrogelernes evner til at holde dem sikre.
Forskerne lavede hydrogelfilm med gelatine og tilsatte majsstivelsesgranulat. Resultatet var et uklart materiale, der kunne reducere kraften af et slag med op til 15 % sammenlignet med film lavet af ren gelatine. De fastslog, at geler med 10% gelatine og 10-20% stivelse var ideelle med hensyn til deres fleksibilitet og stødabsorbering.
Dernæst var en række tests for at se, om gelen kunne holde æg og blåbær sikre. Æg pakket ind i gelatine-stivelsesgelen forblev intakte, når de blev tabt på et bord, hvorimod rene gelatineindpakkede æg gik i stykker. Og blåbær klemt som ravioli mellem to lag af gelatinestivelsesgelen forblev intakt, når 1,7 ounce vægte blev tabt på dem. Den beskyttende natur af stivelsesholdige hydrogeler, såvel som deres billige og biologisk nedbrydelige ingredienser, betyder, at disse materialer kan være nyttige til sportsudstyr, forsvarsmaterialer og emballage til skrøbelige forbrugsvarer, siger forskerne. + Udforsk yderligere