Команда японских исследователей из RIKEN Center for Emergent Matter Scienceразработала новый гидрогель, который работает как искусственная мышца — быстро растягивается и сжимается в ответ на изменение температуры.Ученые использовали новый полимер для изготовления L-образного объекта, который может медленно идти вперед, когда температура неоднократно поднимается и опускается.
Гидрогелевые полимеры, содержащие большое количества воды могут набухать и сжиматься, в ответ на изменения в окружающей среде, такие как напряжение, тепло и кислотность.В этом смысле они на самом деле похожи на клетки растений, которые способны изменять форму, в соответствии с условиями окружающей среды. Тем не менее, большинство гидрогелей делают это очень медленно, и должны поглощать и выделять воду, или увеличиваться и уменьшиться в объеме.
Уникальные свойства гидрогеля, разработанного командой RIKEN, в том, что он действует как искусственный мускул, который сжимаются в одном измерении, расширяясь в другом, и это означает, что он способен менять форму повторно без поглощения или выделения воды.
Секрет нового гидрогеля – электростатический заряд. Технологи расположили металл-оксидные нанолисты в одной плоскости в материале с помощью магнитного поля, а затем зафиксировали их на месте виниловой полимеризации, которая использует свет, чтобы вещество в гидрогеле застыло.Ведущий автор Yasuhiro Ishida говорит: «Мы изначально разработали этот материал, чтобы он растягивался в одном направлении, но затем обнаружили, что при определенной температуре полимер быстро изменил форму, растягиваясь в длину. Интересно, что гель не изменился в объеме. Вещество не требует поглощение воды и будет работать даже в нормальной воздушной среде».
В качестве демонстрации, группа создала L-образный кусок полимера, который может «ходить» – ноги объекта удлиняются и сжимаются в зависимости от изменения температуры.Технологи в настоящее время планируют провести дальнейшие исследования, чтобы создать вещества, которые могут быть использованы в практических приложениях.Ishida: «Мы сейчас планируем улучшить свойства вещества. Новый гидрогель, которые может автоматически открывать и закрывать радиаторные системы, где температура поднимается и опускается.Это может быть использовано, для предотвращения устройств от перегрева».