Samsung_06 Samsung_06 Samsung_06 Advertisement

Umelé šľachy hydrogélu napodobňujú štruktúru homára

0

Nové poznatky o zložitej architektúre podbrušia homárov poskytli inžinierom z MIT model nového odolného a pružného hydrogélu. Špirálovitá štruktúra poskytuje materiálu veľkú trvácnosť a odolnosť proti roztrhnutiu. Tvorcovia dúfajú, že nájde využitie ako umelé šľachy. Podbrušie homára vďačí za svoje mechanické vlastnosti ochrannej membráne z vrstiev prírodného polyméru chitínu, ktoré sú naukladané na seba v 36-stupňových uhloch podobne ako točité schodisko.

Vedci tvrdia, že je to kľúčové pre prirodzenú rozťažnosť a pevnosť membrány. Tím pracoval na replikovaní tejto štruktúry pomocou hydrogélov odolných proti únave. Použili elektrostatické zvlákňovanie na vytvorenie ultrajemných vlákien s priemerom asi 800 nanometrov, ktoré sa spojili do formy plochých filmov a zvarili sa v komore s vysokou vlhkosťou a následne sa kryštalizovali v inkubátore.

SWAN_042021

Päť takýchto filmov bolo potom naskladaných na seba, každý v 36-stupňovom uhle, aby vytvorili špirálovitú (tzv. bouligandovú) štruktúru. Tento stoh bol opäť zváraný a kryštalizovaný, aby sa spevnil a vytvoril hydrogél. Testy preukázali, že hydrogél je rovnako odolný proti ťahu a prasklinám ako membrána podbrušia homára. Vedci potom vytvorili niekoľko zárezov na filme, aby zistili, ako sa môžu trhliny šíriť pri naťahovaní.

Šikmá architektúra odolávala poškodeniu a výsledky ukázali, že materiál je 50-krát odolnejší proti únave ako bežné nanovláknové hydrogély. Tím otestoval aj odolnosť proti nárazom pomocou malých mikročastíc vystrelených na materiál vysokou rýchlosťou. Preukázala sa tak vysoká odolnosť proti nárazu, materiál absorboval energiu 40 kJ na kilogram.

Podľa vyjadrenia výskumníkov 5-milimetrová oceľová guľa vystrelená rýchlosťou 200 metrov za sekundu by bola zadržaná 13 milimetrami materiálu. Navyše tento hydrogél pružnosťou prekonáva kevlar. Výskum bol publikovaný v časopise Matter.

Zdroj: newatlas.com.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať