Çelikten 5 kat daha güçlü ve esnek hidrojel kumaş üretildi

Çelikten 5 kat daha güçlü ve esnek hidrojel kumaş üretildi

Bilim insanları, karbon çeliğine nazaran beş kat daha zor kırılabilen, liflerle güçlendirilmiş bir hidrojel malzemesi üretti. Ancak malzeme yine de kolayca eğilip bükülebiliyor ve gerilebiliyor.

Özelliklerin bu şekilde kaynaşmasının anlamı, elyafın yapay bağ ve tendonlara kaynak oluşturabilecek olması ve vücudun iyileşmesine katkı sağlayabilecek olmasıdır – ya da çok sağlam, ancak elastik bir malzeme ihtiyacı olduğunda üretim amaçlı olarak kullanılabilir.

Hokkaido Üniversitesi (Japonya) üyesi bilim insanları elyafı üretmiş ve lifle güçlendirilen yumuşak kompozit (FRSC) adını vermişler, malzeme yüksek seviyede su içeren hidrojellerin cam yünü elyafı ile birleştirilmesinden oluşuyor.

Araştırmacılardan biri olan Jian Ping Gong, şöyle diyor: “Malzeme, güvenirliği, dayanıklılığı ve esnekliği sebebiyle çok sayıda potansiyel uygulama alanına sahip”.

İki doğal malzemenin bir arada tutularak özelliklerinin birleştirilmesi, insanların uzun zamandan beri yapmaya çalıştığı birşey – hasır ve çamurdan kiremit yapmak, kâğıt ve tutkaldan kâğıt hamuru üretmek gibi. Buradaki fikir, kaynak malzemelerin her ikisinin en iyi özelliklerini birleştiren yeni ve üstün bir malzeme yapmak.

Araştırmacılar ağır yüklere dayanabilecek bir madde oluşturmayı düşünüyor ve bu malzeme kırılmaya karşı da çok dayanıklı olmalı, bunlar hidrojellerin en iyi özellliklerini birleştiren şeyler ve ilave dayanıklılık ve sertlik de cam yünü elyafından elde ediliyor.

Ekip, kompozit malzemenin akıl almaz dayanımının dinamik iyon bağlarından ileri geldiğini söylüyor. Atomlar birbirlerine doğru çekiliyor ve hem elyaf ile hidrojeller arasında, hem de hidrojeller arasında bu türden çekimler söz konusu. Bilim insanları laboratuardaki hidrojellerin sertliğini artırınca kompozit malzemenin de ortalama sertliğini artırmış oldular.

 Hokkaido Üniversitesi’nde yürütülen önceki hidrojel çalışmalarından ilham alarak, araştırıcılar kauçuk gibi diğer yumuşak bileşenlerin sertliğini artırmak için de aynı prensipleri kullanılabilir. Sonunda elde edilen, cam yününden 25, hidrojellerden 100, karbon çeliğinden ise 5 kat daha güçlü bir malzeme oldu (buradaki sayılar, ilgili malzemeleri kırmak için gereken enerjiye işaret ediyor).

Hidrojeller yara iyileşmesi ve yumuşak robot üretimi için uygun malzemeler olarak zaten biliniyor, ancak sertliklerinin düşük olması şu ana kadar uygulama alanlarına etki etmektedir, ancak söz konusu çalışma ile durum değişecek

Araştırmacılar, yayınlarında şöyle diyor: “Bu çalışma olağanüstü kırılma dayanımı kapasitesine sahip FRSC’lerin tasarımı için iyi bir örnek oluşturmaktadır”.

Araştırmanın bulguları Advanced Functional Materials isimli dergide yayınlanmıştır.

Kaynak: sciencealert.com

Etiketler

+ Yorum bulunmuyor

Yorum yap