Кожа терминатора: ученые создали материал, который трансформируется за секунды — и это не фантастика

Материал трансформируется за секунды — и это не фантастика.

Исследователи из Китая представили гидрогель, который за доли секунды меняет физические характеристики. Материал сочетает эластичность мягкого полимера и прочность брони, переключаясь между состояниями под воздействием температуры. Авторы проекта поделились фактами в научной работе для National Science Review.

Главный прорыв – преодоление ограничений классических термочувствительных гидрогелей, которые медленно восстанавливают исходную мягкость после затвердевания. Этот процесс занимает до 30 минут. Новый материал возвращается в гибкое состояние всего за 28 секунд, что делает его пригодным для динамичных применений. Если нагреть вещество до 80 °C, то оно превратится в твердый барьер, увеличив жесткость в 760 раз. В охлажденном виде его можно растянуть более чем в 20 раз без потери целостности.

Эти свойства получены благодаря инновационной архитектуре материала. Она базируется на системе фазового разделения с высокой энтропией. В полимерную сеть акрилата кальция внедрили гидрофильные акриламидные (AAm) элементы. Это решение ликвидировало плотные кластеры, формируемые кальциевыми связями, и привело к образованию беспорядочной и пористой структуры. Такая конфигурация гарантирует быстрое проникновение воды при охлаждении, что и объясняет рекордную скорость трансформации.

Разработчики видят потенциал материала в нескольких областях. В адаптивной защите гидрогель способен стать основой для брони, активирующейся при угрозе перегрева. Например, в спецодежде пожарных или космических скафандрах. В мягкой робототехнике он позволит создавать механизмы, меняющие жесткость «мускулов» для точных движений или усиления грузоподъемности. Еще одно направление – «умные» ткани. Они регулируют плотность в ответ на температуру тела: одежда может автоматически укрепляться в зонах повышенной нагрузки или сохранять гибкость для комфорта.

Полезно знать: гидрогель используют в выращивании растений, от сельского хозяйства и ландшафтного дизайна до микрозелени и комнатных цветов. Благодаря ему влага не испаряется зря, а эффективно питает корни и при этом не застаивается в почве.