Исследователи синтезировали полимер, который может изменять свой объем более чем в 100 раз под действием слабого электрического тока, переключаясь между твердой фазой и гелем.
Материалы, которые меняют свой размер в зависимости от температуры или pH доступны уже давно, и применяются в различных блоках управления, электромеханических системах, робототехнике. Однако до сих пор ученым удавалось добиться максимум двукратного увеличения объема под действием электричества.
Команда из Линчепингского университета открыла уникальный проводящий полимер, который путем фазового перехода может очень сильно и обратимо изменять свой объем. Увеличение происходит, когда материал помещается в электролит и подвергается слабому электрическому напряжению +0,8 В, но если затем приложить отрицательное напряжение -0,8 В, то он начинает сжимается, почти до своего первоначального объема.
Под воздействием электрических импульсов +0,5 В или +0,8 В, материал изменяет свою внутреннюю структуру, затем начинает поглощать воду, превращаясь в гель, который в итоге увеличивается в 14 или 120 раз по сравнению с первоначальным объемом, соответственно. При многократном применении импульсов величиной +/- 0,5 В полимер расширяется примерно на 300% по сравнению с предыдущим сжатым состоянием. Эти изменения являются обратимыми.
Используя новый материал, ученые разработали умную губку, размер пор которой они могут контролировать с помощью электроники. По их словам, такой динамически изменяемый фильтр можно использовать в производстве, медицине, биохимии.
Напомним, что недавно ученые также представили самый черный на сегодня материал, поглощающий 99,96% света.
текст: Илья Бауэр, фото: Linköping University