Ученые создали новый класс материалов в виде стеклообразных гелей

26.06.2024 Ученые из Университета штата Северная Каролина (США) создали новый класс материалов – «стеклообразные гели». Они содержат более 50% жидкости и при этом отличаются большой прочностью.

Ранее гели и стеклообразные полимеры считались несовместимыми. Первые являются мягкими и эластичными, вторые – твердыми, но хрупкими.

Новый класс материалов объединяет их свойства. Он не уступает в твердости стеклообразным полимерам и при этом способен растягиваться в пять раз по сравнению с первоначальной длиной, не разрушаясь. После растягивания материал может принять прежнюю форму с помощью нагрева. Кроме того, его поверхность отличается высокой адгезией (способностью к прилипанию), что необычно для твердых материалов.

Для получения стеклообразного геля жидкие предшественники стеклообразных полимеров были соединены с ионной жидкостью. Затем смесь залили в форму и подвергли воздействию ультрафиолета, который отвердил ее.

Ученые пояснили, что ионная жидкость действует как растворитель. Она раздвигает молекулярные цепочки полимера, что позволяет материалу растягиваться. При этом ионы сильно притягиваются к полимеру, что препятствует движению полимерных цепочек. Неспособность цепочек двигаться делает изделие стекловидным.

«Конечным результатом является то, что материал становится твердым из-за сил притяжения, но все же способен растягиваться», – пояснили ученые.

Важно, что материал способен к самовосстановлению при порезе. По словам ученых, он пригоден для решение широкого спектра задач в современной промышленности.
Источник:  https://www.nature.com/articles/s41586-024-07564-0