Искусственный полимер демонстрирует такое же странное поведение, что и некоторые белки живых организмов — а кое в чем еще страннее.
Гель наоборот: Все не так
Отдельные цепочки (a) полимера при нагревании образуют спутанные клубки (b), делая материал тверже

Полупрозрачный и бесцветный гель, полученный учеными из Нидерландов, становится тверже под давлением и при растяжении — примерно так же твердеет растянутая резиновая лента. Но если мы продолжим его растягивать дальше, он будет становиться еще и еще тверже — практически окаменеет, не позволяя двигаться дальше. Максимальное растяжение материала может доходить до двух изначальных размеров.

Так же ведут себя и белки, составляющие внутренний каркас живой клетки, ее цитоскелет, который поддерживает форму клетки и обеспечивает ее подвижность. Но вообще подобное поведение — большая редкость, и других искусственных материалов с аналогичными свойствами пока не существует.

Однако и на белки цитоскелета новый гель не похож: при достаточно низких температурах он становится все более жидким, а при нагревании, наоборот, увеличивает вязкость и затвердевает. Так не ведет себя ни одно из знакомых нам из обычного опыта вещество — как правило, при нагревании они, наоборот, размягчаются, а в холодильнике застывают.

Более того, слегка меняя полимерный состав геля, ученые смогли менять температуру его затвердевания. Застывать он может при заранее заданной температуре — хоть при температуре тела.

Первым компонентом нового вещества стали мономеры изоцианопептида, которые сами по себе способны полимеризоваться, давая длинные спиральные нити чрезвычайно твердого полимера. Второй компонент — обычный полиэтиленгликоль, «хвосты» которого присоединяются к изоцианопептидам — получившиеся молекулы самособираются в водорастворимые полимерные спирали.

В этом и состоит главный секрет: при нагревании спирали чуть раскручиваются, расширяясь, и «хвосты» прочно связываются друг с другом, делая материал тверже. Ну а меняя содержание полиэтиленгликоля, можно варьировать количество «хвостов» и контролировать температуру затвердевания.

Собственную разработку авторы называют «супергелем»: получив его еще два года назад, они обнаружили, что тот сохраняет упругую структуру, даже набрав столько воды, что она составляет 99,995% его массы. С тех пор ученые исследовали его странные свойства, которые обещают материалу блестящее будущее.

Судя по предварительным данным, такой «супергель» нетоксичен и может найти применение в медицине и биологических исследованиях, в одежде и электронике. Представьте, какая удобная получится замена гипсу: разведя гель в холодной воде, его можно нанести на травмированный участок, а затем он нагреется от тела и затвердеет. Для снятия достаточно будет охладить его той же водой.

По сообщению Radboud University Nijmegen