Электричество как клей: новый метод соединения материалов
Ученые из США совершили настоящий прорыв в области материаловедения, разработав уникальный метод склеивания твердых и мягких материалов с использованием слабых импульсов электричества. Исследование, опубликованное в научном журнале ACS Central Science, открывает новые возможности для создания гибридных материалов, которые могут найти применение в самых разных областях - от робототехники до медицины.
Группа химиков под руководством профессора Университета штата Мэриленд (США) Сринивасы Рагхавана сосредоточила свое внимание на взаимодействии токопроводящих твердых материалов и мягких веществ при пропускании через них электрического тока. Основной интерес к этому явлению был вызван открытием, что движение электрического тока через соединенные фрагменты гидрогелей, богатых ионами, приводит к их склеиванию за счет формирования прочных химических связей.
Эксперименты показали, что соединение мягкого материала с высоким содержанием ионов и твердого вещества, хорошо проводящего ток, приводит к созданию очень прочной связи всего за 30 секунд после начала движения тока. Так, соединение полимерного геля с пластинкой из графита оказалось настолько крепким, что разделить их без повреждений стало невозможно.
Интересно, что данная методика позволяет склеивать не только различные твердые материалы с мягкими гелями и гидрогелями, но и желатин, овощи, фрукты, а даже куски мяса. Кроме того, образовавшиеся связи остаются стабильными даже при погружении в воду, что расширяет спектр возможного применения новой методики.
Одним из ключевых преимуществ такого способа соединения материалов является возможность не только склеивать предметы, но и отсоединять их друг от друга, пропуская ток в обратном направлении. Это открывает двери для создания инновационных устройств, которые могут работать под водой или внутри организма, предлагая новые решения для медицинских имплантов и устройств для запасания энергии.
Разработанный подход представляет собой значительный шаг вперед в области материаловедения и технологии производства, позволяя создавать новые виды гибридных материалов с улучшенными свойствами и широким спектром применения. Важно, что методика остается доступной и эффективной даже в условиях, где требуется работа устройств в особых средах, включая водную среду и живой организм.
