Một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Hokkaido đã phát triển một bộ hỗn hợp hydrogel mới hay "vật liệu composit mềm được tăng cường bằng sợi thủy tinh" kết hợp hydrogel với vải sợi dệt để tạo ra vật liệu mạnh gấp 5 lần thép cacbon.

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

Vật liệu composite đã được tìm thấy khoảng thiên niên kỷ và cấu trúc sơ nguyên rất đơn giản. Là một chất rất mềm như bùn, có thể đủ mạnh để làm gạch bằng cách thêm rơm như là một chất làm nguội. Điều tương tự cũng áp dụng cho việc thêm gốm gạch vào gạch, vỏ sò bằng gốm hoặc sợi thủy tinh bằng nhựa.

Hydrogel được làm từ các chuỗi polyme ưa nước, hấp thu đến 90% nước. Vật liệu này không phải rất mạnh hoặc bền, nhưng bằng cách thêm các sợi thủy tinh nhỏ, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một vật liệu bền, có thể uốn và co giãn.

Ảnh chụp bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) của hydrogel tăng cường chất xơ (Ảnh: Đại học Hokkaido)

Theo nhóm nghiên cứu, hydrogel composite rất mạnh, có thể do các liên kết ion năng động giữa sợi và hydrogel, và bên trong hydrogel. Trong các thử nghiệm sử dụng gel polyampholyte và một sợi thủy tinh có đường kính 10μm, vật liệu này dai, bền gấp 25 lần so với sợi thủy tinh, gấp 100 lần so với hydrogel và gấp 5 lần so với thép cacbon, dựa trên lượng năng lượng Cần thiết để hủy chúng.

Tiến sĩ Jian Ping Gong cho biết: "Hydrogel tăng cường chất xơ, với mức nước 40%, thân thiện với môi trường. Vật liệu có nhiều ứng dụng tiềm năng vì tính tin cậy, độ bền và tính linh hoạt. Ví dụ, ngoài thời trang và sản xuất ứng dụng, nó có thể được sử dụng như dây chằng nhân tạo và gân, chịu sức căng, chịu tải".

Nghiên cứu được xuất bản trên Advanced Functional Materials.