Гель наоборот: Все не так - Популярная механика
Гель наоборот: Все не так - Популярная механика
Искусственный полимер демонстрирует такое же странное поведение, что и некоторые белки живых организмов - а кое в чем еще страннее.
Отдельные цепочки (a) полимера при нагревании образуют спутанные клубки (b), делая материал тверже
Полупрозрачный и бесцветный гель, полученный учеными из Нидерландов, становится тверже под давлением и при растяжении - примерно так же твердеет растянутая резиновая лента. Но если мы продолжим его растягивать дальше, он будет становиться еще и еще тверже - практически, окаменеет, не позволяя двигаться дальше. Максимальное растяжение материала может доходить до двух изначальных размеров.
Так же ведут себя и белки, составляющие внутренний каркас живой клетки, ее цитоскелет, который поддерживает форму клетки и обеспечивает ее подвижность. Но вообще подобное поведение - большая редкость, и других искусственных материалов с аналогичными свойствами пока не существует.
Однако и на белки цитоскелета новый гель не похож: при достаточно низких температурах он становится все более жидким, а при нагревании, наоборот, увеличивает вязкость и затвердевает. Так не ведет себя ни одно из знакомых нам из обычного опыта вещество - как правило, при нагревании они, наоборот, размягчаются, а в холодильнике застывают.
Более того, слегка меняя полимерный состав геля, ученые смогли менять температуру его затвердевания. Застывать он может при заранее заданной температуре - хоть при температуре тела.
Первым компонентом нового вещества стали мономеры изоцианопептида, которые сами по себе способны полимеризоваться, давая длинные спиральные нити чрезвычайно твердого полимера. Второй компонент - обычный полиэтиленгликоль, "хвосты" которого присоединяются к изоцианопептидам - получившиеся молекулы самособираются в водорастворимые полимерные спирали.
В этом и состоит главный секрет: при нагревании спирали чуть раскручиваются, расширяясь, и "хвосты" прочно связываются друг с другом, делая материал тверже. Ну а меняя содержание полиэтиленгликоля, можно варьировать количество "хвостов" и контролировать температуру затвердевания.
Собственную разработку авторы называют "супергелем": получив его еще два года назад, они обнаружили, что тот сохраняет упругую структуру даже набрав столько воды, что она составляет 99,995% его массы. С тех пор ученые исследовали его странные свойства, которые обещают материалу блестящее будущее.
Судя по предварительным данным, такой "супергель" нетоксичен и может найти применение в медицине и биологических исследованиях, в одежде и электронике. Представьте, какая удобная получится замена гипсу: разведя гель в холодной воде, его можно удобно нанести на травмированный участок, а затем он нагреется от тела и затвердеет. Для снятия достаточно будет охладить его той же водой.
По сообщению Radboud University Nijmegen
Добавлено: 30.01.13