Ученые из США разработали подход, позволяющий соединять друг с другом произвольные конструкции из токопроводящих мягких и твердых материалов при помощи слабых импульсов электричества. Описание методики формирования прочных связей между предметами было опубликовано в статье в научном журнале ACS Central Science.

«Данный подход во многих случаях позволяет не только склеивать предметы друг с другом, но и отсоединять их друг от друга, для чего нужно просто пропустить ток через склеенные предметы в обратном направлении. Это позволяет использовать ее для создания новых гибридных материалов, пригодных для создания компонентов роботов, запасания энергии и разработки различных имплантов», – говорится в исследовании.

Методика была разработана группой химиков под руководством профессора Университета штата Мэриленд (США) Сринивасы Рагхавана при изучении того, как взаимодействуют друг с другом токопроводящие твердые материалы и мягкие вещества при пропускании через них слабых импульсов электрического тока.

Интерес ученых к изучению этих взаимодействий был связан с тем, что ранее исследователи обнаружили, что движение электрического тока через соединенные друг с другом фрагменты гидрогелей, содержащие в себе ионы разных типов, приводит к их склеиванию в результате формирования прочных химических связей между поверхностями этих материалов.

Сверхпрочный «электрический» клей

Это наблюдение натолкнуло ученых на мысль, что схожего результата можно добиться, если соединить мягкий материал с большим числом ионов и твердое вещество, которое хорошо проводит ток. Так, ученые наполнили солями полимерный гель из акриламида и соединили его с пластинкой из графита. Эти опыты показали, что через 30 секунд после начала движения тока между этими материалами возникла очень прочная связь, не позволяющая отделить гель от графита без его повреждения.

Последующие опыты показали, что подобным образом можно склеивать самые разные прочные материалы и мягкую материю, в том числе пластинки из олова, свинца, меди, а также большое число синтетических и природных мягких материалов, в число которых входят различные полимерные гели и гидрогели, желатин, фрагменты овощей и фруктов и куски мяса.

Как отмечают исследователи, одним из главных плюсов этой методики склеивания мягких и твердых объектов является то, что формирующиеся между ними связи остаются стабильными и при погружении склеенных конструкций в воду. Это позволяет использовать данный подход для соединения устройств, работающих под водой или внутри организма людей или животных, подытожили химики.