Химики синтезировали супергель с необычными физическими свойствами

Структура полимерных нитей в "супергеле"

Структура полимерных нитей в "супергеле"
(иллюстрация Paul Kouwer/Nature).

Отдельные полимерные цепочки (а) при нагревании образуют запутанную сеть (b), превращая жидкость в гель

Отдельные полимерные цепочки (а) при нагревании образуют запутанную сеть (b), превращая жидкость в гель
(иллюстрация Paul Kouwer/Nature).

Структура полимерных нитей в "супергеле"
Отдельные полимерные цепочки (а) при нагревании образуют запутанную сеть (b), превращая жидкость в гель
Голландские учёные создали супергель, который застывает при нагревании и тает при охлаждении. Один килограмм удивительного вещества может превратить в желе целый бассейн воды. Разработке прочат применение в медицине и даже в строительстве.

Учёные из голландского университета Неймегена (Radboud Universiteit Nijmegen) использовали синтетические молекулы, которые имитируют структуру цитоскелета живых клеток, и создали гель с уникальными физическими свойствами. Он застывает не при понижении температуры, как это происходит с обычными гелями, а при нагреве.

Пол Кувер (Paul Kouwer) и его коллеги занимались разработкой полимеров для электроники, когда нашли способ получения нитевидных молекул, собирающихся в сеть и обладающих потрясающими влагопоглощающими свойствами. Вещество оставалось гелем даже тогда, когда "раствор" на 99,995% состоял из воды.

Исследователи соединили два типа молекул: полиизоцианопептид, образующий длинные прочные нити, и полиэтиленгликоль, который применяется в качестве связующего вещества во многих областях (от косметики до ракетного топлива). В результате компоненты собрались в прочные, растворимые в воде спирали.

При нагревании нити закручиваются и сцепляются друг с другом, что приводит к застыванию вещества. Температуру, при которой жидкость превращается в желе, можно регулировать, увеличивая или уменьшая количество "хвостов" полиэтиленгликоля.

Получившаяся сеть так хорошо удерживает влагу, что всего одного килограмма исходного вещества достаточно, чтобы превратить в гель целый олимпийский бассейн.

Отдельные полимерные цепочки (а) при нагревании образуют запутанную сеть (b), превращая жидкость в гель (иллюстрация Paul Kouwer/Nature).

По тем же принципам работают нитевидные белки, которые формируют цитоскелет в живых клетках. Они образуют сеть, которая поддерживает клетку изнутри, организует внутренние органеллы и помогает клеткам двигаться.

Новый гель может иметь широкое применение в медицине в качестве материала для хирургических имплантатов или для остановки кровотечений. Вещество будет застывать при нанесении на рану, а для удаления его нужно будет просто охладить. Эксперименты на грызунах показали, что он не токсичен и не наносит вред живым организмам.

Учёные говорят, что вещество, которое заставляет застыть большой объём воды, может стать хорошим строительным материалом. Правда, только в том случае, если в месте строительства не ожидается резких похолоданий.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

 

 

 

Также по теме:
Разработана пена для остановки внутренних кровотечений
Нидерландские учёные изобрели "бронированную" кожу 
Учёные смоделировали материал, способный превзойти графен
Искусственные мышцы из вощёных углеродных нанотрубок поразили учёных своей прочностью
Учёные заставили синхронно сокращаться тысячи наномашин