A Hokkaidói Egyetem kutatói kidolgoztak egy módszert olyan anyagokat létrehozására, amelyek mechnikai stressznek kitéve erősebbé válnak, hasonlóan a vázizmokhoz. Izmaink erősödése úgy működik, hogy a mozgás hatására először lebomlanak a meglévő izomrostok, hogy új, erősebb rostok nőjenek ezek helyén. A folyamathoz aminosavakra van szükség, amelyekből fehérjék, ezekből pedig rostok épülnek.

Az újfajta, erősödő anyagokat kikísérletező japán kutatócsoport tagjai ezt a folyamatot másolták le úgynevezett double network-hidrogélek segítségével. Ezek lágy, mégis erős anyagok, amelyek tömegét 85 százalékban víz teszi ki. A maradék tömeget kétféle polimerhálózat alkotja: az egyik merev és törékeny, a másik lágy és rugalmas.

A kutatócsoport a hidrogélt egy monomer molekulákat tartalmazó oldatba helyezte, ezek a molekulák összekapcsolódva polimerekké képesek összeállni, hasonlóan az aminosavak és az izomrostok példájához. Amikor a szakértők megnyújtották az anyagot, a merev és törékeny polimerláncok elszakadtak, a szabaddá vált végeken pedig olyan szabad gyökök képződtek, amelyek elindították a láncnövekedést. Az oldatban található monomerek elkezdtek beépülni az anyagba, új láncokat hozva létre, amivel összességében erősebbé tették a matériát.

Sorozatos nyújtásokkal a kutatók másfélszeresére tudták növelni a hidrogél mechanikai erősségét, miközben az anyag 23-szor merevebb lett. A polimerek össztömege 86 százalékkal növekedett, vagyis a piciny „izom” rövid idő alatt jelentős fejlődést tudott produkálni. A módszerrel ráadásul nemcsak erősíteni lehet az anyagot, hanem más tulajdonságait is lehetséges fejleszteni: a kutatócsoport egy specifikus monomeres oldatot használva is „edzeni” kezdte a hidrogélt, amely az újonnan beépülő molekulák hatására magas hőmérsékleten víztaszító felszínre tett szert.

A fejlesztők szerint a hasonló anyagok számtalan területen használhatók lehetnek. Például rugalmas „külső izmok” készíthetők belőlük az vázizomproblémákkal küzdőknek: a külső izomrendszer a használat során egyre erősebbé válna, hasonlóan az egészséges izmokhoz. És a hidrogélek persze más olyan célokra is bevethetők lehetnek, ahol egy anyag rendszeres mechanikai stressznek van kitéve, hiszen a kihívásokkal együtt képesek lennének erősödni, vagy más módokon alkalmazkodni az igénybevételhez.