Резиновая уточка, прочно державшаяся на скале больше года, неожиданно стала символом эффективности нового клея. Разработанный материал показал невероятную прочность в воде и уже рассматривается для использования в медицине, подводной робототехнике и ремонте.
Авторы разработки подчёркивают, что их материал выделяется на фоне других аналогичных решений.
"Мы разработали супер-клейкий гидрогель, который прекрасно работает даже под водой — чего удаётся добиться лишь немногим материалам", — сказал Хайлун Фань из Шэньчжэньского университета.
Гидрогели — это мягкие и эластичные вещества, и именно из них учёные создали новый вид клея.
Ещё во время работы в Университете Хоккайдо в Японии Фань с коллегами изучил 24 тысячи белковых последовательностей из разных живых организмов, чтобы выделить самые липкие комбинации аминокислот. На их основе исследователи получили 180 вариантов гидрогеля, а затем подключили искусственный интеллект. Машинное обучение помогло предсказать ещё более удачные рецепты, что привело к созданию принципиально нового класса материалов.
Разработанный гидрогель держится на самых разных поверхностях даже после многократного отклеивания и повторного приклеивания, а также при полном погружении в морскую воду. Прочность сцепления под водой превысила 1 мегапаскаль — в десять раз выше, чем у большинства аналогичных мягких материалов.
"Исследование демонстрирует смену парадигмы в том, как мы можем разрабатывать высокоэффективные мягкие материалы", — отметил профессор Чжао Цинь из Сиракьюсского университета.
Учёный подчеркнул, что команда блестяще перенесла принципы "липкости" природных белков в созданный материал.
Одним из самых ярких экспериментов стала демонстрация с резиновой уточкой, приклеенной к скале, омываемой волнами. В более практическом тесте гидрогель мгновенно остановил течь в водопроводной трубе. Такие свойства открывают путь к применению в ремонте подводных сооружений, защите электроники от воды и создании водонепроницаемых роботов.
Ещё одно важное качество — биосовместимость. В опытах на мышах материал был успешно имплантирован под кожу, что подтверждает его перспективы в хирургии: от закрепления имплантов до использования в качестве медицинского клея.
Несмотря на впечатляющие результаты, у гидрогеля есть ограничения. По словам Циня, для эффективного применения он должен иметь достаточную толщину, а реальные условия могут оказаться намного сложнее, чем в лаборатории. Учёные рассчитывают проверить материал на неровных и загрязнённых поверхностях, а также в динамичных средах.
Большинство участников проекта работают в Университете Хоккайдо, и именно через него уже подана заявка на патент. Если испытания подтвердят надёжность гидрогеля в реальных условиях, он может стать настоящим прорывом в медицине и технологиях.