Прочные гидрогели благодаря точно ориентированной регуляции кристаллизации
Исследователи разработали метод создания кристаллических гидрогелей с высокой механической прочностью и стабильностью, что важно для инженерных приложений.
Команда из Даляньского политехнического университета и других учреждений представила новый метод производства кристаллических гидрогелей, как указано в Nature Communications. Этот метод сочетает активацию цепей под действием щелочи, ориентацию, вызванную ультрарастяжением, и уплотнение с помощью глицерина и морской воды для улучшения механических свойств гидрогелей.
Процесс начинается с обработки щелочью, что приводит к умеренной начальной кристалличности и уточнению кристаллитов. Затем ультрарастяжение создает высокоориентированную цепную сеть, а финальный этап уплотнения достигает максимальной кристалличности и ориентации. Полученные гидрогели демонстрируют впечатляющие механические свойства, включая прочность на растяжение 160,0 МПа, модуль 746,0 МПа и энергию разрушения 26,4 кДж·м⁻². Кроме того, соответствующий пластик демонстрирует прочность на растяжение 414,2 МПа, сохраняя при этом гибкость.
Этот инновационный подход к инженерии кристаллизации, вдохновленный термопластической переработкой, предлагает масштабируемый метод для производства прочных и стабильных кристаллических гидрогелей. Такие материалы обещают быть полезными для применения в нагружаемых и жестких подводных инженерных условиях.
