Wetenschap
Grafisch abstract. Credit:ACS Toegepaste Materialen &Interfaces (2022). DOI:10.1021/acsami.2c01261
Humpty Dumpty, het beroemde ei van kinderliedjes, viel van een muur en kon niet meer in elkaar worden gezet. Maar als hij een beschermende jas van gelatine en maizena had gedragen, had hij heel kunnen blijven. Onderzoekers in ACS Applied Materials &Interfaces melden dat ze door zetmeel aan gelatine toe te voegen gels hebben gemaakt die kwetsbare voorwerpen, zoals eieren, en misschien ooit de hoofden van mensen beschermen.
Hoewel noppenfolie en verpakkingspinda's bedoeld zijn om delicate items veilig te houden, werken ze soms niet goed genoeg en kunnen items nog steeds breken. Evenzo helpt de vulling in helmen de hoofden van mensen te beschermen tegen verwondingen tijdens gewelddadige contacten bij hockey, skateboarden en paardrijden. Maar sommige atleten ontwikkelen nog steeds hersenletsel door heel hard te worden geraakt of op een harde ondergrond te vallen. Daarom zijn dunne, flexibele materialen nodig die de kracht van schokken beter absorberen en afvoeren.
Eerder hebben onderzoekers voor dit doel elastomeerschuimen ontwikkeld, maar hydrogels - netwerken van polymeerketens die worden opgeblazen door watermoleculen - zijn een andere mogelijkheid. Dus Srinivasa Raghavan, Sairam Ganesh en Nikhil Subraveti wilden hydrogels formuleren die konden beschermen tegen sterke schokken. Ze gebruikten eieren en bosbessen als model voor kwetsbare voorwerpen en testten de mogelijkheden van de hydrogels om ze veilig te houden.
De onderzoekers maakten hydrogelfilms met gelatine en voegden daar maïszetmeelkorrels aan toe. Het resultaat was een troebel materiaal dat de kracht van een impact tot 15% kon verminderen in vergelijking met films gemaakt van pure gelatine. Ze stelden vast dat gels met 10% gelatine en 10-20% zetmeel ideaal waren wat betreft hun flexibiliteit en schokabsorptie.
De volgende was een reeks tests om te zien of de gel eieren en bosbessen veilig kon houden. Eieren die in de gelatinezetmeelgel waren gewikkeld, bleven intact toen ze op een tafel vielen, terwijl eieren in pure gelatine braken. En bosbessen die als ravioli tussen twee lagen van de gelatine-zetmeelgel waren ingeklemd, bleven intact toen er 1.7-ounce gewichten op vielen. Het beschermende karakter van zetmeelbevattende hydrogels, evenals hun goedkope en biologisch afbreekbare ingrediënten, betekent dat deze materialen nuttig kunnen zijn voor sportuitrusting, verdedigingsmaterialen en verpakkingen voor kwetsbare consumptiegoederen, zeggen de onderzoekers. + Verder verkennen
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com