Невероятен материал: Нов гел за роботика и електроника се разтяга до 4600%
Тайвански откриватели са създали разтеглив гел, който по едно и също време устоя на огромни натоварвания, самолекува се и трансформира цвета си при разпъване или нагряване. При лабораторни проби материалът се разтяга 46 пъти, като се възвръща при стайна температура. Новият гел може да откри приложение в носимите устройства, меката роботика, изкуствената кожа, биомедицинските импланти и устойчивата на повреди електроника.
Повечето меки или еластични материали или се разтягат добре, само че се раздират елементарно, или остават здрави, само че са неспособни на самовъзстановяване и не реагират на натоварванията. Новият гел е съумял да съчетае в един материал по едно и също време издръжливост, дарба за самовъзстановяване и сензорни свойства. Тайната се крие в комплицираната молекулярна конструкция.
Учените са употребявали ротаксани – пръстеновидни молекули, които се плъзгат по ленти, свързани във вериги, които могат да се уголемяват и свиват като пружини. Те са добавили флуоресцентен детайл, именуван DPAC, който трансформира цвета си, когато подвижността му е лимитирана посредством разпъване или прегъване. Когато гелът се разтяга, обвързваните с него молекули, химически свързани в полиуретановия гел, се изместват. Това лимитира придвижването на DPAC и води до забележима смяна на цвета – от оранжево до синьо, когато е изложен на ултравиолетова светлина.
Гелът е заздравен с целулозни нанокристали, които подкрепят самозаздравяването, защото образуват обратими водородни връзки в цялата мрежа. Тъй като плъзгащите се молекули са вградени в структурата на гела, тяхното придвижване е директно обвързвано с неговото разпъване.
При лабораторните проби гелът сподели невероятни свойства: той може да се разтяга до 46 пъти, без да се повреди (приблизително 4600% деформация), а якостта на материала е 142 MJ/m³ – 2,6 пъти по-висока от тази на стандартен гел без тези молекули. Промяната на цвета разрешава образно наблюдаване на разпределението на напрежението.
Материалът показва двоен сензорен резултат: цветът се трансформира както при изкривяване, по този начин и при нагряване. Когато е развален, гелът е в положение да се самовъзстанови при стайна температура за няколко часа, а при леко нагряване – още по-бързо.
