Исследователи из Университета Северной Каролины соединили в новом материале «glassy gel» свойства двух классов веществ – стеклообразных полимеров и гелей. Он на 50% состоит из воды, но при этом является достаточно прочным.
Стеклообразные полимеры обладают высокой твердостью, однако плохо гнутся и часто являются очень хрупкими. Из них делают, к примеру, иллюминаторы в пассажирских самолетах. В свою очередь, гели благодаря содержанию жидкости очень эластичны, однако совсем не обладают твердостью.
Ученым удалось создать класс материалов, которые не уступают по твердости стеклообразным полимерам, однако способны растягиваться в 5 раз по сравнению с изначальными размерами. Более того, новый материал легко вернуть к исходному размеру путем нагрева.
Также создатели стеклообразных гелей указывают на два их полезных свойства: хорошая электропроводность и высокая адгезия. Не смотря на высокий процент жидкости в составе, стеклообразные гели не испаряются и не высыхают.
Процесс изготовления нового класса материалов достаточно прост: к жидким прекурсорам обычных стеклообразных полимеров добавляется ионная жидкость, а получившаяся смесь подвергается воздействию ультрафиолетового излучения.
При формировании стеклообразного геля растворитель — ионная жидкость — «раздвигает» полимерные цепи, делая полимер мягким и растяжимым как гель. В свою очередь, ультрафиолет делает материал более твердым.
Ионы, содержащиеся в растворителе, сильно притягиваются к полимеру, что препятствует движению полимерных цепочек. Неспособность цепочек двигаться делает его стекловидным. Конечным результатом является то, что материал становится твердым из-за сил притяжения, но все же способен растягиваться из-за дополнительного расстояния между цепочками.
Благодаря сочетанию свойств двух широко применяемых классов веществ перспективы нового видам материалов представляются достаточно широкими.