Hydrogel (polyme hấp thụ nước) là một loại vật liệu hóa học polyme mới, còn được gọi là chất hấp thụ nước, chất giữ nước… với hàm lượng đến 80% là nước.
Đặc tính chống chịu khi bị dồn nén của các Hydrogel vốn không được đánh giá cao, và dễ dàng bị biến đổi hình dạng. Thế nhưng mới đây, các nhà khoa học đã tìm được cách biến đổi chúng để trở thành một dạng “siêu thạch” có khả năng chống nén tuyệt vời.
Các nhà nghiên cứu cho rằng đây là lần đầu tiên một vật liệu mềm cho thấy khả năng đáng kinh ngạc đến thế. Bằng các thí nghiệm thực tế, các nhà khoa học ghi nhận một miếng “siêu thạch” sẽ dễ dàng lấy lại hình dạng ban đầu dù bị ô tô cán qua với trọng lượng xấp xỉ 1.200 kg.
“Với hàm lượng 80% là nước, bạn sẽ nghĩ rằng nó sẽ vỡ ra như một quả bóng nước, nhưng không phải vậy”, nhà hóa học Oren Scherman từ Đại học Cambridge ở Anh cho biết. “Trái lại, nó bền bỉ đáng kinh ngạc và có khả năng chịu được lực nén rất lớn”.
Lý do khiến loại “siêu thạch” này khác biệt là do cấu trúc phân tử của nó, bao gồm một liên kết chéo với hai phân tử liên kết với nhau bằng một liên kết hóa học. Ở đây, các phân tử liên kết với nhau dạng hình hộp, với mỗi phân tử giữ hai phân tử khác trong khoang của nó giống như một “cái còng phân tử”.
Điều này giúp mạng lưới các polyme kiểm soát có được các đặc tính cơ học của vật liệu siêu bền, bao gồm liên kết chặt chẽ hơn và có khả năng chịu nén tốt hơn.
Bằng cách thay đổi cấu trúc các liên kết, các nhà khoa học thậm chí có thể biến đổi vật liệu này từ dạng cao su, cho tới trạng thái cứng giống như thủy tinh.
Sau khi phát triển thêm, “siêu thạch” hứa hẹn đáp ứng rất nhiều ứng dụng trong thực tế, điển hình như cải thiện tính linh hoạt của các chất thay thế sụn, được sử dụng trong cơ thể người, hay chế tạo các linh kiện phức tạp của robot trong lĩnh vực tự động hóa.
