Bilim adamları, karbon çeliğinden kırılmaya beş kat kadar daha sert olan ama yine de eğilip esneyebileceğini söyleyen liflerle takviye edilmiş yeni bir hidrojel malzemesi yarattılar.
Bu özellik kombinasyonu, yeni kumaşın, vücudun iyileşmesine yardımcı olmak üzere ya da çok zor ama elastik bir malzemeye ihtiyaç duyulan imalat ya da modada yapay bağlar ve tendonların temelleri olarak kullanılabileceği anlamına geliyor.
Japonya’daki Hokkaido Üniversitesi’nden araştırmacılar, fiberglas takviyeli yumuşak kompozit (veya FRSC) adı verilen kumaşı, yüksek seviyeli su içeren hidrojelleri cam elyaf kumaşla birleştirerek geliştirdiler.
Araştırmacılardan Jian Ping Gong, “Malzeme güvenilirliği, dayanıklılığı ve esnekliği nedeniyle çok sayıda potansiyel uygulama içeriyor” diyor.
Mülklerini birleştirmek için iki doğal materyali bir araya getirmek, insanların çok uzun süredir çekip gittiği bir hile, tuğlalar yapmak için birlikte çamur ve saman bir araya getiriyor ve kağıt ve tutkal size papiermâché verir.
Fikir, hem kaynak malzemelerinizin en iyi bölümlerini birleştiren yeni bir süper malzeme ile sonuçlanır.
Bilim adamları, ağır yük taşıyabilen ve ayrıca kırılmaya karşı dayanıklı, hidrojellerin en iyi özelliklerini alarak, ancak cam elyaf kumaş ile ekstra dayanıklılık ve sertlik kazandıran bir madde oluşturmaya karar verdiler.
Ekip, bileşiklerin inanılmaz gücü, elyaf ile hidrojellerin elektronları arasında ve hidrojellerin kendileri içinde yer değiştirdikçe birbirlerine çekici olan dinamik iyonik bağlardan geldiğini söylüyor.
Bilim adamları laboratuardaki hidrojellerin sertliğini arttırırken, kompozit malzemenin genel tokluğunu da yükseltti.
Araştırmacılar, Hokkaido Üniversitesi’nde gerçekleştirilen hidrojel çalışmaları üzerine kurulu lastik gibi diğer yumuşak bileşenlere tokluk eklemek için aynı ilkeler uygulanabilir.
Sonuç, cam elyaf kumaşın 25 kat daha sert bir malzemesidir; Hidrojenlerden 100 kat daha sert; Ve karbon çelikten beş kat daha güçlü, onları kırmak için gereken enerji açısından.
Yaralar iyileştirmek ve yumuşak robotlar oluşturmak için hidrojeller daha önce uygun materyal olarak lanse edilmesine karşın, tokluğun olmaması, daha önce yeni araştırmanın değiştirebileceği yararlılıklarını sınırladı.
Araştırmacılar, “Bu çalışma, olağandışı kırılma direnci kapasitesine sahip FRSC’lerin tasarımı konusunda iyi bir kılavuz oluşturuyor” diye yazdı.
Bulgular, İleri Fonksiyonel Materyaller’de yayınlanmıştır.
Kaynak: www.sciencealert.com
