Гиперэластичный гель — один из самых эластичных материалов, известных науке.

Гидрогель, который может растягиваться примерно в 15 раз по сравнению с первоначальной длиной, является одним из самых эластичных материалов, известных на сегодняшний день, и может использоваться для роботизированных захватов или сухожилий.

Хорошо известны гидрогели, состоящие из длинноцепочечных полимерных молекул, связанных молекулами воды. за их растяжимостьно они часто не возвращаются к своей первоначальной форме, если их слишком сильно растянуть.

Лили Чен из Университета Цинхуа в Пекине и ее коллеги разработали новый вид гидрогеля, который чрезвычайно эластичен, но сохраняет свою первоначальную форму. Они модифицировали типичную структуру гидрогеля, вставив в него так называемые жемчужные цепочки, состоящие из скрученных полимерных шариков, соединенных цепочкой атомов углерода. Они могут разворачиваться под действием напряжения и перематываться назад, когда напряжение ослабевает.

Чтобы создать эти цепочки, Чен и ее команда высушили гидрогель, чтобы полимерные цепи притягивались сами к себе, хотя обычно молекулы воды притягивают их сильнее.

Они обнаружили, что 30-сантиметровая длина их гидрогеля может растягиваться почти до 5 метров, а затем возвращаться к своей первоначальной длине за несколько секунд. Диск гидрогеля шириной 2 сантиметра, вытянутый наружу во всех направлениях, может увеличиться в 100 раз по площади, прежде чем вернуться к исходному размеру.

Исследователи также создали надувные роботизированные захваты из гидрогеля, предназначенные для бережно обращаться с хрупкими вещами. Они могли собирать такие предметы, как клубника, и были чрезвычайно устойчивы к повреждениям, продолжая работать даже после того, как человек встал на них или проткнул их иглой.

«Гидрогели обычно эластичны, но не настолько эластичны, в то время как этот гель сочетает в себе оба свойства, создавая ультрадеформируемые и гиперэластичные материалы». говорит Цзэхуань Хуан из Пекинского университета в Китае, который не принимал участия в исследовании. «Несомненно, эта работа представляет собой крупный прорыв в области высокоэффективных полимерных материалов и вызовет значительный интерес к использованию гиперэластичных гелей в мягкой робототехнике».

Темы: