VIDEO: Staklasti gelovi su nova vrsta materijala

Istraživači na Državnom sveučilištu u Sjevernoj Karolini (NC State University), stvorili su novu klasu materijala pod nazivom "staklasti gelovi" koji su vrlo tvrdi i teško ih je razbiti unatoč tome što sadrže više od 50% tekućine. Zajedno s činjenicom da su stakleni gelovi jednostavni za proizvodnju, materijal obećava različite primjene.

Gelovi i staklasti polimeri klase su materijala koji su se kroz povijest smatrali različitima jedni od drugih. Staklasti polimeri su tvrdi, kruti i često lomljivi. Koriste se za izradu stvari poput boca za vodu ili prozora aviona. Gelovi, poput kontaktnih leća, sadrže tekućinu te su mekani i rastezljivi.

"Stvorili smo klasu materijala koje smo nazvali stakleni gelovi, koji su čvrsti poput staklastih polimera, ali ako primijenite dovoljno sile, mogu se istegnuti do pet puta od svoje izvorne duljine, umjesto da se slome", kaže Michael Dickey, dopisni autor članka, profesor kemijskog i biomolekularnog inženjerstva na Državnom sveučilištu Sjeverne Karoline. "Štoviše, nakon što se materijal razvuče, možete ga vratiti u svoj izvorni oblik primjenom topline. Osim toga, površina staklastih gelova vrlo je ljepljiva, što je neuobičajeno za tvrde materijale."

Staklasti gelovi, kao što ime sugerira, zapravo su materijali koji kombiniraju neka od najatraktivnijih svojstava staklastih polimera i gelova. Kako bi ih napravili, istraživači počinju s tekućim prekursorima staklastih polimera i miješaju ih s ionskom tekućinom. Ova spojena tekućina se ulijeva u kalup i izlaže ultraljubičastom svjetlu koje "liječi" materijal. Kalup se zatim uklanja, ostavljajući staklasti gel, kao što možete vidjeti u ovom videu.

Istraživači su otkrili da se staklasti gelovi mogu napraviti s nizom različitih polimera i ionskih tekućina, iako se ne mogu sve klase polimera koristiti za stvaranje staklastih gelova.

Tijekom testiranja, istraživači su otkrili da staklasti gelovi ne isparavaju niti se suše, iako se sastoje od 50-60% tekućine.

"Možda je najintrigantnija karakteristika staklenih gelova koliko su ljepljivi", kaže Dickey. "Jer iako razumijemo što ih čini tvrdima i rastezljivima, možemo samo nagađati o tome što ih čini tako ljepljivima."

Istraživači također smatraju da staklasti gelovi obećavaju praktičnu primjenu jer ih je lako napraviti, pa bi se primjerice mogli primjenjivati u 3D ispisu, čvrstim elektrolitima i mekanim robotima.

"Stvaranje staklastih gelova jednostavan je proces koji se može izvesti stvrdnjavanjem u bilo kojoj vrsti kalupa ili 3D ispisom", kaže Dickey. "Većina plastike sa sličnim mehaničkim svojstvima zahtijeva od proizvođača da stvore polimer kao sirovinu i zatim transportiraju taj polimer u drugo postrojenje gdje se polimer topi i oblikuje u krajnji proizvod".

Znanstveni rad objavljen u časopisu Nature možete pronaći na ovoj poveznici.