Die Forscher des Hokkaido Universität haben ein Hydrogel entwickelt, das genau das Gegenteil von dem tut, was Materialien auf Polymerbasis, wie z. B. Plastikflaschen, normalerweise tun. Normalerweise schmelzen diese Materialien oder verlieren an Härte, wenn sie Hitze ausgesetzt werden.
Das neue Hydrogel wird bei Hitzeeinwirkung 1.800-mal fester: Es könnte Motorradfahrern und Autofahrern Schutz vor Unfällen bieten.
Dieses Hydrogel härtet beim Erhitzen aus und erweicht beim Abkühlen. Die Entdeckung des Teams, veröffentlicht in der Zeitschrift Advanced Materialskönnte zur Herstellung von unglaublicher Schutzkleidung für Verkehrs- und Sportunfälle führen.
Takayuki Nonoyama e Jian Ping Gong Die Universität von Hokkaido und ihre Kollegen ließen sich davon inspirieren, wie Proteine in Organismen stabil bleiben, die in Umgebungen mit extremen Temperaturen überleben.
Organismen, die sogar die Hitze von Thermalquellen und Vulkanausbrüchen in tiefen Gewässern überleben, bleiben dank verstärkter elektrostatischer Wechselwirkungen wie Ionenbindungen am Leben. Das Team entwickelte nach diesem Prinzip ein kostengünstiges und ungiftiges Polyacrylgel.
Hydrogel, das unempfindlich gegen Hitze wird
Un gel composto di acido acrilico (PAAc) è stato immerso in una soluzione acquosa di acetato di calcio. Il PAAc da solo agisce come qualsiasi altro materiale a base di polimeri e si ammorbidisce quando riscaldato. Ma quando si aggiunge acetato di calcio, i residui esterni di PAAc interagiscono con le molecole di acetato di calcio, in un modo simile a quello che accade all’interno delle proteine termofile, facendo sì che il PAAc agisca in modo molto diverso.
Das Team stellte fest, dass sich das Material bei Erreichen einer kritischen Temperatur, in diesem Fall um 60 ° C, schnell von einem weichen und transparenten Hydrogel in einen starren und undurchsichtigen Kunststoff verwandelt.
Il materiale al calore diventa 1.800 volte più rigido, 80 volte più forte e 20 volte più duro dell’idrogel originale. Il passaggio da morbido a rigido è completamente reversibile al variare della temperatura.
Darüber hinaus konnten die Wissenschaftler die Schalttemperatur durch Einstellen der Konzentration der Inhaltsstoffe fein einstellen.
Sie zeigten daher eine mögliche Anwendung des Materials, indem sie es mit einem Glaswollgewebe kombinierten. Selbst dieser bei Raumtemperatur weiche Stoff härtet aus und wird bis auf wenige leichte Abriebe an der Oberfläche nicht beschädigt, wenn er fünf Sekunden lang mit einer Geschwindigkeit von 80 km / h gegen eine Asphaltoberfläche gerieben wird.
Takayuki Nonoyama sagt das „Kleidungsstücke aus ähnlichen Stoffen könnten zum Schutz vor Verkehrsunfällen oder Sportverletzungen verwendet werden. Unser Material könnte auch als Fensterabdeckung verwendet werden, die Wärme absorbiert, um das Raumklima kühler zu halten. “
Il Gel polymer Es kann leicht mit vielseitigen, billigen und ungiftigen Rohstoffen hergestellt werden, die im täglichen Leben üblich sind.
