Υπερανθεκτικό υδροτζέλ επιβιώνει από τα χτυπήματα μεταλλικής μπάλας (video)

0
9

Περιβάλλον Ενέργεια Οικολογία:

Ένα υπερ-ανθεκτικό υδροτζέλ ανέπτυξαν επιστήμονες από το πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ με επικεφαλής τον μηχανικό Zhigang Suo.

Το υδροτζέλ είναι ένα δίκτυο πολυμερών που απορροφούν πολύ νερό για να σχηματίσουν ένα ζελοειδές υλικό.

Βασικών ελάττωμα των υδροτζελ είναι ότι σπάνε εύκολα και δεν τεντώνονται αρκετά.

Τα πιο ανθεκτικά υδροτζελ που έχουν αναπτυχθεί μέχρι σήμερα χρησιμοποιούνται για την κατασκευή φακών επαφής και βασική επιδίωξη των επιστημόνων είναι να αυξήσουν την ανθεκτικότητά τους ώστε να μπορούν να αντικαταστήσουν τους χόνδρους των αρθρώσεων ή να χρησιμοποιηθούν ως βάση για την ανάπτυξη τεχνητών οργάνων.

Το υδροτζέλ που ανέπτυξαν οι επιστήμονες του Χάρβαρντ αποτελείται από δυο πολυμερή: το αλγινικό οξύ και την πολυακριλαμίδη.

Κάθε πολυμερές σχηματίζει δίκτυα χρησιμοποιώντας διαφορετικούς τύπους χημικών δεσμών: τα αλγινικά μόρια ενώνονται μεταξύ τους με ιοντικούς δεσμούς, ενώ τα μόρια πολυακριλαμίδης ενώνονται με ισχυρότερους ομοιοπολικούς δεσμούς.

Όταν το τζελ τεντώνεται, κόβεται ή δέχεται χτυπήματα, οι ιοντικοί δεσμοί σε κάθε σημείο του υλικού διασπώνται και ανασχηματίζονται, διαχέοντας ενέργεια σε μια ευρεία περιοχή και προστατεύοντας τους ομοιοπολικούς δεσμούς από ανεπανόρθωτη βλάβη.

Οι ομοιοπολικοί δεσμοί συγκρατούν το υλικό συμπαγές, γεγονός που του επιτρέπει να ανακτήσει το αρχικό του σχήμα.

Τα δυο πολυμερή αποτελούν ξεχωριστά υλικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη δυο διαφορετικών υδροτζέλ, ωστόσο όταν ενωθούν το αποτέλεσμα είναι πολύ ισχυρότερο.

Η απαιτούμενη ενέργεια για να σπάσει το πρωτοποριακό υδροτζέλ του Χάρβαρντ, το οποίο τεντώνεται μέχρι 20 φορές από το αρχικό του μήκος, ξεπερνά τα 9,000 joule ανά τετραγωνικό μέτρο.

Όπως τονίζουν οι ερευνητές μάλιστα, κανείς δεν μπορεί να κόψει το υδροτζελ με τα χέρια του.

econews

Σχόλια