Ученые из Гарвардского университета создали супергибкий гидрогель

Напомним, гидрогели, состоящие на 98% из воды или других жидкостей, нашли широкое применение в медицине, садоводстве и других областях. Однако ранее область применения этих желеобразных материалов ограничивалась их невысокой прочностью. Уже при 30% растяжении, вызванном нагрузкой, большинство гидрогелей приходили в негодность.

Группа химиков из Гарвардского университета сумела устранить этот недостаток гидрогелей путем подбора полимеров, удерживающих воду внутри «скелета» этого материала.

Хотя первые «двойные» гидрогели - материалы, содержащие две полимерных сетки, что существенно увеличивает их прочность - появились еще в 2003 году, но у этих гидрогелей был существенный недостаток - после первого же сжатия прочность материала мгновенно падала, так как одна из полимерных сеток при этом разрушалась.

Химики из Гарвардского университета устранили этот недостаток, заменив одну из полимерных сеток «двойного» гидрогеля на сетку из альгината. Альгинат добывается из клеток бурых водорослей и представляет собой длинную цепочку углеводородов.

Отличие альгината от других полимеров, по словам ученых, заключается в том, что  его молекулы связаны «мягкими» ионными связями, в то время, как у других полимеров связи между молекулами «жесткие» ковалентные. Поэтому сетка из альгината будет восстанавливать свою форму при растягивании гидрогеля, в то время как сетки из других полимеров при растягивании деформируются.

Химики уже создали несколько образцов супергибкого гидрогеля с сеткой из альгината смешанного с сеткой из молекул полимера полиакриламида и полученный материал поразил их своими свойствами. Полоски гидрогеля не только растягиваются в 20 раз и выдерживают механическую нагрузку в 10 раз большую, чем «двойные» гидрогели, но и успешно противостоят механическим повреждениям - порезам, царапинам.

Поэтому, полагают авторы статьи, супергибкий гидрогель с кардинально улучшенными свойствами можно будет использовать в новых областях науки и промышленности. Например, в медицине, где супергибкий гидрогель, благодаря своей высокой гибкости и великолепной механической стойкости, со временем может заменить хрящевые ткани.

Текст:

Ю. Орлов