Τα υαλώδη πολυμερή είναι πλαστικά κατασκευασμένα για να έχουν ιδιότητες όπως το γυαλί – είναι ισχυρά, σκληρά και άκαμπτα, αλλά και συνήθως εύθραυστα, σπάνε αν προσπαθήσετε να τα λυγίσετε ή να τα τεντώσετε. Τα τζελ από την άλλη είναι μαλακά και εύκαμπτα, αλλά και αδύναμα. Η ομάδα του NCSU έχει τώρα αναπτύξει ένα νέο υλικό που συνδυάζει τα καλύτερα και των δύο κόσμων. «Δημιουργήσαμε μια κατηγορία υλικών που ονομάσαμε υαλώδη τζελ, τα οποία είναι τόσο σκληρά όσο τα υαλώδη πολυμερή, αλλά –αν ασκήσετε αρκετή δύναμη– μπορούν να τεντώσουν έως και πέντε φορές το αρχικό τους μήκος, αντί να σπάσουν», είπε ο Michael. Dickey, αντίστοιχος συγγραφέας της μελέτης. «Επιπλέον, μόλις τεντωθεί το υλικό, μπορείτε να το κάνετε να επιστρέψει στο αρχικό του σχήμα εφαρμόζοντας θερμότητα. Επιπλέον, η επιφάνεια των γυάλινων πηκτωμάτων είναι ιδιαίτερα συγκολλητική, κάτι που είναι ασυνήθιστο για σκληρά υλικά.»
Για να φτιάξει τα υαλώδη πηκτώματα, η ομάδα συνδύασε τα υγρά πρόδρομα μόρια των υαλωδών πολυμερών με ένα ιοντικό υγρό. Το μείγμα στη συνέχεια χύνεται σε ένα καλούπι και εκτίθεται σε υπεριώδη ακτινοβολία για να σκληρυνθεί, πριν αφαιρεθεί από το καλούπι. Αυτό το ιοντικό υγρό δρα ως διαλύτης, που είναι αυτό που δίνει στο υλικό τις δυνάμεις τόσο των γυαλιών όσο και των τζελ.
"Κανονικά όταν προσθέτετε έναν διαλύτη σε ένα πολυμερές, ο διαλύτης σπρώχνει τις αλυσίδες του πολυμερούς, καθιστώντας το πολυμερές μαλακό και ελαστικό", είπε ο Dickey. «Στα γυάλινα τζελ, ο διαλύτης σπρώχνει τις μοριακές αλυσίδες στο πολυμερές, γεγονός που του επιτρέπει να είναι ελαστικό σαν γέλη. Ωστόσο, τα ιόντα στον διαλύτη έλκονται έντονα από το πολυμερές, γεγονός που εμποδίζει την κίνηση των πολυμερών αλυσίδων. Η αδυναμία κίνησης των αλυσίδων είναι αυτό που το κάνει γυάλινο. Το τελικό αποτέλεσμα είναι ότι το υλικό είναι σκληρό λόγω των ελκτικών δυνάμεων, αλλά εξακολουθεί να μπορεί να τεντωθεί λόγω της επιπλέον απόστασης.»
Παρόλο που είναι περισσότερο από 54% υγρά κατά βάρος, αυτά τα υαλώδη πηκτώματα βρέθηκαν να έχουν αντοχή σε θραύση 42 MPa, σκληρότητα 110 MJ m-3, αντοχή διαρροής 73 MPa και συντελεστή Young 1 GPa. Αυτά τα στατιστικά στοιχεία είναι παρόμοια με τα θερμοπλαστικά όπως το πολυαιθυλένιο, λέει η ομάδα, αλλά σε αντίθεση με αυτά τα υλικά μπορούν επίσης να τεντωθούν έως και πέντε φορές το αρχικό τους μήκος.
Άλλα πλεονεκτήματα των γυάλινων τζελ περιλαμβάνουν την ικανότητά τους να αυτοθεραπεύονται και να επιστρέφουν στο αρχικό τους σχήμα εφαρμόζοντας λίγη θερμότητα. Η υψηλή περιεκτικότητά τους σε υγρά τα καθιστά επίσης πιο αποτελεσματικούς ηλεκτρικούς αγωγούς και έχουν κολλητική επιφάνεια, για λόγους που δεν είναι απολύτως σαφείς στην ομάδα. Το πιο χρήσιμο από όλα είναι ότι αυτά τα γυάλινα τζελ είναι αρκετά εύκολο να γίνουν.

«Η δημιουργία γυάλινων τζελ είναι μια απλή διαδικασία που μπορεί να γίνει με τη σκλήρυνση σε οποιοδήποτε τύπο καλουπιού ή με την τρισδιάστατη εκτύπωση», είπε ο Ντίκι. «Τα περισσότερα πλαστικά με παρόμοιες μηχανικές ιδιότητες απαιτούν από τους κατασκευαστές να δημιουργήσουν πολυμερές ως πρώτη ύλη και στη συνέχεια να μεταφέρουν αυτό το πολυμερές σε άλλη εγκατάσταση όπου το πολυμερές τήκεται και σχηματίζεται στο τελικό προϊόν».

Μέχρι στιγμής, οι ερευνητές δεν είναι σίγουροι τι είδους εφαρμογές μπορεί να έχουν αυτά τα γυάλινα τζελ, αλλά με μια τόσο ενδιαφέρουσα λίστα ιδιοτήτων πιστεύουν ότι το νέο υλικό θα μπορούσε τελικά να αποδειχθεί πολύ εύχρηστο.

Πηγή: https://newatlas.com/materials/glassy-gel-strong-stretchy-sticky/