El hidrogel de Tela

Los científicos han creado un nuevo hidrogel material reforzado con fibras que dicen es hasta cinco veces más difícil de romper que el acero al carbono - pero es fácil de doblar y estirar.

Esa combinación de propiedades significa que el nuevo tejido se podría utilizar como base para los ligamentos y tendones artificiales diseñados para ayudar al cuerpo a curarse - o de fabricación o de la manera en que se necesita un material muy resistente pero elástico.

Investigadores de la Universidad de Hokkaido en Japón desarrollaron el tejido, llamado compuesto suave reforzado con fibras (o FRSC), mediante la combinación de los hidrogeles que contienen altos niveles de agua con fibra de vidrio tejido.

"El material tiene múltiples aplicaciones potenciales debido a su fiabilidad, durabilidad y flexibilidad", dice uno de los investigadores , Jian Ping Gong.

Poner dos materiales naturales juntos para combinar sus propiedades es un truco personas han estado sacando fuera durante mucho tiempo - paja y barro van de la mano para hacer ladrillos, y el papel y cola le da papel maché.

La idea es que usted termina con un nuevo material súper que combina las mejores partes de ambos sus materiales de base.

Los científicos se propusieron crear una sustancia que podría soportar cargas pesadas y era también muy resistente a la fractura, teniendo las mejores características de los hidrogeles , pero añadiendo una mayor durabilidad y resistencia a través de la tela de fibra de vidrio.

El equipo dice que la increíble fuerza del material compuesto proviene de dinámicas enlaces iónicos - átomos atraídos el uno al otro como electrones swapeada - que actúa entre la fibra y los hidrogeles, y dentro de los hidrogeles a sí mismos.

A medida que los científicos aumentan la dureza de los hidrogeles en el laboratorio, la dureza global del material compuesto subió también.

Estos mismos principios podrían aplicarse también para agregar dureza a otros componentes blandos, como el caucho, dicen los investigadores, basándose en estudios previos de hidrogeles llevadas a cabo en la Universidad de Hokkaido.

El resultado final es un material que es 25 veces más duras que la tela de fibra de vidrio; 100 veces más resistentes que los hidrogeles; y cinco veces más fuerte que el acero al carbono, en términos de la energía necesaria para romperlos.

Mientras que los hidrogeles ya se han promocionado como materiales adecuados para la curación de heridas y la construcción de robots blandos , su falta de tenacidad ha limitado previamente su utilidad - algo que el nuevo estudio podría cambiar.

"Este trabajo proporciona una buena guía hacia el diseño de FRSCs con una capacidad extraordinaria resistencia fractura", escriben los investigadores en su artículo .

Los resultados se publican en Advanced Functional Materials .