Hydrogel gia cố bằng sợi bền gấp 5 lần thép

Hydrogel gia cố bằng sợi mới được phát triển bao gồm gel polyampholyte và vải sợi thủy tinh (Ảnh: Đại học Hokkaido)

Vật liệu hỗn hợp đã xuất hiện cả nghìn năm nay và nguyên lý này rất đơn giản. Một chất rất mềm như bùn có thể được xử lí cho đủ bền để tạo ra gạch bằng cách bổ sung rơm làm vật liệu rắn. Điều tương tự cũng được áp dụng để bổ sung gốm nghiền vào gạch, mảnh vỏ giáp xác vào gốm hay sợi thủy tinh vào nhựa.

Nhựa pha sợi thủy tinh rất tương tự với hydrogel gia cố sợi trong nghiên cứu mới. Hydrogel được làm từ các chuỗi polyme thấm nước hấp thu đến 90% nước. Chúng rất kém bền nhưng bằng cách bổ sung các sợi thủy tinh nhỏ xíu vào, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một vật liệu cứng, có thể uốn cong và kéo giãn.

Theo nhóm, hydrogel hỗn hợp này bền đáng kể, có lẽ là do các liên kết ion động giữa sợi và hydrogel và bên trong hydrogel. Trong các thử nghiệm sử dụng gel polyampholyte và một loại sợi thủy tinh duy nhất đường kính 10μm, vật liệu hóa ra bền hơn vải sợi thủy tinh 25 lần, bền hơn hydrogel 100 lần và bền gấp 5 lần thép cacbon dựa trên khối lượng năng lượng cần để phá hủy chúng.

“Hydrogel gia cố bằng sợi với nước chiếm 40% được coi là thân thiện với môi trường. Vật liệu có nhiều ứng dụng tiềm năng nhờ tính tin cậy, độ bền và độ dẻo của nó. Chẳng hạn, ngoài công dụng trong thời trang và sản xuất, vật liệu còn có thể được làm dây chằng và gân nhân tạo vốn phải chịu lực tải lớn”, cho biết.

Theo: LH (New Atlas)