Когато става въпрос за кухненски разливи, хартиените кърпи и парцалите вършат работа. Но с помощта на „хидрогел“ – подобен на желатин материал под формата на сух лист – изследователи са създали по-добро средство за събиране на разляти течности, което абсорбира и задържа около три пъти повече течност на водна основа. Методът, представен на 21 декември 2022 година в списание Matter, представя абсорбиращ, сгъваем и разрязващ се „гел-лист“, който един ден може да намери приложение в нашите кухни или операционни зали за попиване на течности.
Има два вида материали, които абсорбират течности – порести материали и хидрогелове. Порестите материали, като плат и хартия, са гъвкави, сгъваеми и лесни за използване, но не са много абсорбиращи. От друга страна, свръхабсорбиращите хидрогелове, които са направени от полимер, мрежа от големи молекули, могат да погълнат повече от 100 пъти теглото си във вода. При изсушаване обаче тези хидрогелове се превръщат в крехки твърди тела, които се разпадат.
„Ние преосмислихме как може да изглежда един хидрогел“, казва съответният автор Сриниваса Рагаван от Университета на Мериленд. „Това, което направихме, е да съчетаем желаните свойства на хартиената кърпа и хидрогела.“
За да изработи гел-листовете, изследователският екип първо смесва киселина, основа и други съставки за хидрогела в торбичка с цип. Подобно на оцет, когато се смеси със сода за хляб, сместа освобождава мехурчета въглероден диоксид в торбичката, създавайки порест и подобен на пяна материал.
След това торбичката се поставя между стъклени плочи, за да се образува лист, и след това се излага на ултравиолетова светлина, която втвърдява течността. Накрая екипът потапя втвърдения лист в алкохол и глицерол и го изсушават. Това позволява на изсушения гел-лист да остане мек и гъвкав, подобно на обикновена кърпа.
„Доколкото ни е известно, това е първият хидрогел, който има такива свойства“, казва Рагаван. Гел-листовете също така остават меки и гъвкави в условията на околната среда в продължение на една година, което показва стабилност. „Опитваме се да постигнем някои уникални свойства с прости изходни материали.“
В сравнение с подложка или хартиена кърпа, гел-лист със същия размер може да абсорбира повече от три пъти по-голямо количество течност от останалите. Когато изследователите поставят гел лист върху 25 милилитра разлята вода, листът набъбва и попива в рамките на 20 секунди, като задържа водата, без да капе. Подложката от плат обаче поглъща само около 60% от водата, оставяйки капки след себе си.
Гел-листът се справя добре и с гъсти течности, като сироп, кръв и дори течности, които са милион пъти по-гъсти от водата. Изследователите установяват, че гел листът може да абсорбира близо 40 милилитра кръв в рамките на 60 секунди, докато марлената превръзка попива само 55% от кръвта. Освен това гелообразният лист задържа добре течността, докато от напоената с кръв марля тя стича. В сравнение с хигиенните тампони, гъбите и марлята, гелообразният лист абсорбира над два пъти повече кръв от останалите.
Eкипът планира да подобри своите гел-листове, като увеличи абсорбиращата им способност, укрепи материала, намали цената и представи листовете за многократна употреба. Изследователите също така планират да разработят гел-листове за абсорбиране на различни масла.
„По принцип гел-листовете могат да бъдат едно голямо подобрение за сметка на хартиените кърпи“, казва Рагаван. Той си представя, че гел-листовете ще могат да събират разливи в кухни и лаборатории, както и да почистват кръв от операции и менструално кървене. Поради гъвкавия си и абсорбиращ характер, гел-листовете имат потенциала да спират кървенето от тежки рани като дамската превръзка, например. „Винаги се интересувам от това да довеждаме изобретенията си по-далеч от простото публикуване на статия. Би било чудесно да ги доведем до реална практическа употреба.“