Ny hydrogel kan strække sig til 15 gange sin oprindelige størrelse

Et team af molekylære ingeniører ved Tsinghua University i Kina har udviklet en ny type hydrogel, der kan strække sig til 15 gange sin oprindelige størrelse og derefter snappe tilbage til sin oprindelige form. I deres undersøgelse, offentliggjort i tidsskriftet Science , ændrede gruppen den proces, der normalt bruges til at skabe hydrogeler for at producere en ny, der er langt mere elastisk.

Hydrogeler er kendt for deres strækbarhed - de kan trækkes som taffy eller et gummibånd. Men de fleste klikker ikke så godt tilbage til deres oprindelige form, hvilket gør dem strækbare, men ikke elastiske. Derudover kan de kun strækkes i én retning.

I øjeblikket fremstilles hydrogeler generelt ved at skabe forbindelser med tværbundne polymerer forbundet med vandmolekyler. I denne nye indsats forsøgte holdet i Kina at forbedre egenskaberne af en hydrogel ved at foretage ændringer i fremstillingsmetoden.

For at skabe deres nye hydrogel modificerede forskerholdet standardtilgangen ved at tilføje, hvad de beskriver som "perlehalskæder" - polymerkæder dannet i form af spoler og forbundet med hinanden ved hjælp af kulstofatomer. Sådanne kæder, fandt de, kunne udfolde sig, når de blev trukket og spole tilbage, når de slippes. For at skabe kæderne fjernede holdet vandet fra en traditionel hydrogel, hvilket tvang de eksisterende kæder til at binde sig til sig selv og genoprettede derefter vandet.

Forskerne fandt ud af, at de kunne strække en prøve på 30 cm op til fem meter. Da de frigav den, krympede prøven tilbage til sin oprindelige størrelse og form på kun få sekunder. De foreslår, at prøver lavet i skiveformer kunne trækkes i alle retninger, indtil den originale prøve er 100 gange større end dens oprindelige form, og derefter vende tilbage til sin oprindelige form, når den frigives.

For at teste hydrogelens anvendelse i generelle applikationer byggede de robotgribere og brugte dem til forsigtigt at håndtere skrøbelige genstande i deres laboratorium. De fandt ud af, at deres robot kunne samle jordbær op, som et eksempel, uden at forårsage blå mærker eller nogen form for skade. De foreslår, at deres nye hydrogel vil finde mange anvendelser i kommercielle applikationer.

Flere oplysninger: Lili Chen et al., En hyperelastisk hydrogel med en ultrastor reversibel biaksial stamme, Science (2024). DOI:10.1126/science.adh3632

Journaloplysninger: Videnskab

© 2024 Science X Network