Совместная группа физиков и химиков разработала материал, обладающий рядом уникальных характеристик. Материал, представляющий собой сплав гидрогеля и кремния, способен быстро и контролируемо изменять свои размеры и физические свойства, передает портал Качественный Казахстан. 

Возможные области применения нового материала - от машинного зрения с использованием простых фокусирующих матриц мягких линз до имплантации глаз в поверхность кожи роботов. 

Основная проблема при создании адаптируемого материала на основе гидрогеля и силикона заключалась в том, что один из них отторгался другим. Разработчикам потребовалось много времени, чтобы найти способ прочного связывания гидрогеля с силиконовой подкладкой. Физикам пришлось обратиться за помощью к химикам. 

Междисциплинарной группе ученых удалось найти рецепт правильного сочетания компонентов и условий полимеризации, при которых полимерные цепи гидрогеля становятся продолжением полимерных цепей силикона. 

Новый материал был использован для создания серии микролинз, похожих на фасеточные глаза насекомых. Этот материал оказался подходящим для создания фокусирующей системы, поскольку его свойства можно изменять. 

Интересно, что линзы не меняли своей формы в процессе фокусировки. Изменение фокусного расстояния происходило в процессе изменения плотности линзы, что приводило к изменению угла преломления света. 

Изменение плотности гидрогелевого материала линзы происходило очень просто: его нагревали до температуры около 80°С, при этом жидкость проходила по капиллярам внутри линзы. 

В результате ученые получили серию сфокусированных микролинз на гибкой подложке. Такие линзы могут быть нанесены на кожу мягкого робота, что позволит ему перемещаться в пространстве без сложной бинокулярной системы. Роботу не нужно будет поворачивать голову. Кожа обеспечивает обзор на 360°. Это может быть использовано автомобилями без водителя для лучшего восприятия дорожной обстановки. 

Но это еще не все. Подобные адаптивные материалы могут быть использованы в биологии для выращивания различных живых тканей. В частности, в настоящее время основой для таких исследований являются гидрогелевые основы. 

Наконец, в будущем можно будет создавать объекты, которые будут расти и менять форму по мере роста их владельцев. Для этого существует множество возможных применений, многие из которых еще не придуманы. Но изобретатели считают, что это захватывающее будущее.

Источник: EurekAlert