Нагрев может увеличить прочность определенного типа гидрогеля

Малоугловое рассеяние нейронов (МУРН) в Австралийском центре рассеяния нейронов подтвердило, что прочность определенного типа супрамолекулярного гидрогеля может увеличиться при нагреве.

В совместном исследовании, ранее опубликованном в Soft Matter, группа специалистов, возглавляемая сотрудниками университетов Кертина и Западной Австралии, также подтвердили, что выбор электролитов играет ключевую роль в прочности гидрогеля из каликсарена. Последний соединяется с пролином (аминокислота).

При нагреве до 30°С материал, полученный с помощью хлорида магния, становится прочнее. Охлаждение ведет к повышению жесткости материала. Вещество демонстрировало значительный гистерезис (память внутренней структуры). Исследователи подчеркнули, что это необычное поведение не является результатом потери воды при нагреве. Они предположили, что в основе явления лежит процесс динамической перегруппировки.

Изображения атомно-силовой микроскопии показали, что при 25-30°С появляются новые, более крупные и прямые волокна. Именно они поддерживают прочность геля. Мелкие волокна, казалось, растворялись. Аналогичных результатов специалисты добились, использовав МУРН в диапазоне 10-30°С. Данные рассеяния указали на переход от однородной, стержнеобразной структуры к более сложной системе. В случае с гидрогелем из MgCl2 длинные, гибкие волокна заменяются короткими и прямыми при нагреве. Охлаждение возвращает структуру в исходное состояние. У гидрогеля с литиевым электролитом наблюдалась другая реакция.

«Исследование было проведено, так как у специалистов остаются вопросы к поведению материала. Например, им нужно понять, как структура геля будет меняться со временем и как можно обеспечить ее стабильность при использовании в качестве несущих конструкций», — отмечают авторы.