Как сделать ударопрочное яйцо
Оболочка из гидрогеля на основе желатина и крахмала убережёт хрупкие объекты при падении.
Представьте себе лабораторию, в которой учёные заворачивают куриные яйца в гелеобразные мешочки и кидают их с высоты на твёрдый пол. Даже больше – закончив опыты с яйцами, они начали заворачивать в тот же материал ягоды черники и кидать на них стальные гирьки… Не иначе, номинируются на Шнобелевскую премию, предположите вы. И, возможно, окажетесь правы, правда, узнаем это мы только в октябре, а пока разберёмся, что это за материал, в который естествоиспытатели из Мэрилендского университета в Колледж-Парке упаковывали яйца и ягоды.
Существуют разные материалы, поглощающие энергию удара: это и самая обычная пузырчатая плёнка или гофрокартон и более сложные (и дорогие) композитные материалы. Задача такого материала заключается в том, чтобы за счёт собственной деформации защитить от удара или перегрузок хрупкий или нежный объект. Одни из таких материалов, способные «взять на себя удар» – это гидрогели. Гидрогель представляет собой трёхмерную полимерную структуру, в которой всё свободное пространство заполнено водой. В качестве аналогии можно представить себе губку, которая впитала воду, с той лишь разницей, что полимерная структура гидрогеля неустойчива без воды (хотя если всё-таки высушить гидрогель, то получится другой интересный материал – аэрогель). Гидрогели в разных формах и видах используются где только можно: в косметике и медицине, при производстве контактных линз и грудных имплантов и даже взрывчатых веществ. Поэтому нет ничего удивительного, что свойство гидрогелей легко менять форму под действием внешних сил можно попытаться использовать и для создания гидрогелевой защитной капсулы.
Как пишут исследователи в ACS Applied Materials & Interfaces, им удалось подобрать такой состав гидрогеля на основе желатина с добавками крахмала, обёртка из которого сохраняла целым яйцо при свободном падении с высоты почти полметра (посмотреть на падающие яйца можно здесь). Кроме того, защитную оболочку можно было сворачивать и разворачивать – в отличие от чисто желатинового гидрогеля, гидрогель с добавкой крахмала не трескался при многократных изгибах. Конечно, вряд ли кто-то будет заворачивать отдельные яйца или ягоды в гидрогелевую капсулу не ради научного интереса (хотя, кто знает…), однако использовать материалы на основе дешёвых и экологичных гидрогелей в качестве ударопоглощающих элементов в тех же шлемах или других защитных элементах может оказаться и не такой бессмысленной идеей.
