Ten hydrożel MIT to 90 procent wody i wstrzykuje super klej

Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology czerpali inspirację z maleńkich skorupiaków morskich, aby opracować substancję podobną do kleju, która w nadchodzących latach może mieć głęboki wpływ na dziedzinę robotyki.

Tak jak pąkle przyklejają się do kadłubów statków z odsysaniem, które wydaje się nieruchome, naukowcy z MIT twierdzą, że opracowali hydrożel, który zawiera podobny stopień trwałości i lepkości. Co więcej, żel ma 90 procent wody i może w najbliższych latach przyspieszyć pewne silne postępy w dziedzinie robotyki.

Hydrożel, który ma lepką konsystencję i przeważnie przezroczysty, przezroczysty kolor, może przylegać do niezliczonych powierzchni, takich jak szkło, krzem i tytan. Według badań odzwierciedla on siłę, jaką ścięgno i chrząstka mają na kości.

Szczegółowy artykuł opublikowany dzisiaj w czasopiśmie Materiały przyrodnicze, są metody, które naukowcy wykorzystali do opracowania ultra-wymijającej substancji. W wideo opublikowanym dzisiaj przez MIT, seria testów pokazuje, że siła hydrożelu jest na równi z wytrzymałym klejem przemysłowym.

W powyższym filmie, przesłanym dziś na YouTube, naukowcy przeprowadzają pewne testy, w tym rozbijanie płytki krzemowej pokrytej hydrożelem.

Ze względu na wiązania chemiczne sieci polimerowych, które są podobne do tych występujących w kleju, płytka nie pęka:

Hydrożel jest również przewodzący. Badania podłączyły żel do dwóch różnych elektrod i odkryły, że może on zapewnić przewód niezbędny do zasilania żarówki LED, nawet po rozciągnięciu do 4,5-krotności pierwotnego rozmiaru.

Różne hydrożele są już stosowane w różnych dziedzinach i są często używane do naprawy uszkodzonej tkanki w procedurach chirurgicznych, ale Xuanhe Zhao, główny badacz na papierze i profesor na Wydziale Inżynierii Mechanicznej MIT, jest podekscytowany hydrożelem swojej szczególnej grupy, i mówi, że może się on znaleźć w różnych zastosowaniach w robotyce.

„Hydrożele mogą działać jako siłowniki”, mówi Zhao. „Zamiast używać konwencjonalnych zawiasów, możesz użyć tego miękkiego materiału z silnym wiązaniem ze sztywnymi materiałami i może on dać robotowi o wiele więcej stopni swobody”.

W tym sensie Zhao porównuje różne zawiasy robota mechanicznego do przegubów ludzkich, które obracają się, zginają i poruszają. W przeciwieństwie do chrząstki, która zapewnia ludziom pęd, hydrożel MIT będzie bufował ruchy naszych robotycznych odpowiedników.

Badania Zhao powinny rozwiać wszelkie myśli, że żel zostanie ostrzeżony przez tarcie ruchów maszyny. Jest to niezwykle mocne i „ma taki sam poziom wytrzymałości na interfejsy ścięgien i kości oraz chrząstki-kości” - twierdzi Zhao.

Jednak w bardziej tradycyjnych ramach hydrożel zapewniałby „miękkie, mokre, ale solidne powłoki i matryce do urządzeń biomedycznych w bliskim kontakcie z ludzkim ciałem”, takie jak cewniki i urządzenia biomedyczne wszczepiane do ludzkiego ciała.