Полиуретан используется в огромном ассортименте продукции, от прочных сидений и изоляции из пеноматериала до глянцевых покрытий и эластичного текстиля. Несмотря на то, что полиуретан уже достаточно универсален, ему еще есть над чем работать. Чтобы сделать его более долговечным, ученые попытались добавить наполнители, в том числе кремнезем, углеродные нанотрубки и оксид графена. Но эти усилия часто приводили к улучшению только одного физического свойства за раз, такого как прочность на разрыв — насколько сильно материал можно вытянуть, прежде чем он сломается, — но не вязкость — сколько энергии он может поглотить без разрушения.
Минцин Чен, Вэйфу Донг и его коллеги хотели попробовать новый подход: добавить меланин, биомолекулу, которая все чаще используется в различных других материалах.Исследователи обнаружили, что полиуретан, содержащий всего 2 процента меланина, извлеченный из чернильных мешочков каракатиц, имеет улучшенные прочность на разрыв и ударную вязкость. Эти свойства были улучшены примерно в 10 раз, увеличившись с 5,6 мегапаскалей и 33 мегаджоулей на кубический метр в обычном полиуретане до 51,5 МПа и 413 МДж / м3 соответственно.
Сам по себе полиуретан может растягиваться на 770 процентов перед разрывом, тогда как версия, наполненная меланином, растягивается на 1880 процентов перед разрывом.