Вчені створили з гідрогелю кубик Рубіка - головоломку з 27 кубічних елементів з пофарбованими в 6 кольорів зовнішніми сторонами. Отримані хіміками речовини злипаються протягом години, що дозволяє змінювати конфігурацію отриманого об'єкта. Після безперервного контакту протягом доби гель затвердіває. Об'єкти з подібними властивостями можуть стати в нагоді при розробці медичних сенсорів і для зберігання інформації, пишуть автори в журналі.
Кубик Рубіка - це головоломка, що являє собою куб, кожна сторона якого розділена на 9 рівних квадратів і пофарбована у власний колір. Всередині кубика знаходяться механічні шарніри, які дозволяють обертати частини головоломки відносно один одного. Іграшку придумав у 1974 році угорський архітектор Ерне Рубік. З математичної точки зору існує близько 43 квінтильйонів (43 ^ 1018) унікальних конфігурацій кубика.
Одним із сучасних трендів у робототехніці є використання м'яких матеріалів. У рамках цього напрямку можуть знадобитися речовини з керованою адгезією, тобто здатністю до злипання. У такому випадку вони можуть при необхідності утворювати міцні зв'язки, а при зміні обставин розділятися на окремі частини.
У роботі під керівництвом Джонотана Сесслера (Jonathan Sessler) з Техаського університету в Остіні (США) і Бень Чжун Тана (Ben Zhong Tang) з Гонконгського університету науки і технології описано створення кубика Рубіка з самовідновлюваного гідрогеля. Цей полімерний матеріал може вбирати і утримувати велику кількість води, через що володіє м'якістю, а також здатний формувати нові хімічні зв'язки при контакті - наприклад, здатний відновитися на місці розрізу.
Отриманий авторами об'єкт складається з 27 окремих кубиків, кожен з яких покритий шістьма кольоровими шарами гідрогелю, причому вони перебували в контакті досить довго для утворення міцного хімічного зв'язку. Після цього 27 кубиків поєднувалися в загальну структуру. Через приблизно годину ступінь адгезії між кубиками ставала достатньою, щоб окремі частини складового куба можна було вільно обертати відносно осей симетрії, але при цьому була менше, ніж всередині них. Через приблизно добу кількість зв'язків ставала настільки великою, що фактично утворювався суцільний застиглий гідрогель, який вже не можна обертати.
Зібрати хімічний кубик Рубіка може бути набагато простіше, ніж його твердого механічного побратима, адже гідрогелевий варіант дозволяє «шахраювати». Наприклад, можна відліпити окремі елементи і прикріпити їх у бажаних місцях. Також можна змінити колір грані за допомогою специфічних хімічних реакцій, що в роботі демонструється на прикладі дії оцтової кислоти. Однак це не дозволить зібрати кубик швидше за всіх, оскільки хімічні перетворення займуть як мінімум десятки секунд, а поточний рекорд для звичайного кубика Рубіка становить 3,47 секунди.
Початковою мотивацією вчених було створення розумного матеріалу, який можна прикріплювати до шкіри як медичного датчика. Наприклад, зміна кольору такої речовини могла б відображати аномально високу або низьку концентрацію цукру в крові, що важливо для пацієнтів з діабетом. Повноцінний кубик Рубіка також можна використовувати для запису інформації, але всі ці застосування поки далекі від практичної реалізації.
"Згадайте про QR-коди, які представляють візерунки з чорних і білих пікселів на плоскій поверхні, що дозволяє зберігати інформацію, - пояснює Сесслер. - Ми вивчаємо можливість запису інформації в кольорові візерунки і в трьох вимірах, що теоретично дозволяє отримати набагато більшу щільність запису даних ".
Раніше збирати кубик Рубіка навчили робота з трьома пальцями, а інший автомат встановив новий рекорд зі швидкісної збірки - всього 0,38 секунди. Також минулого року японець створив самозбірну головоломку, а штучний інтелект самостійно навчився її вирішувати.