Гель работает как «умная резинка»: когда его тянуть или нагревать, он меняет цвет. Это позволяет легко видеть, где материал испытывает нагрузку. Обычно материалы либо тянутся, но быстро ломаются, либо остаются прочными, но не восстанавливаются и не реагируют на стресс. Новый гель сочетает все эти свойства одновременно.

Секрет материала в его молекулярной структуре. Исследователи использовали особые молекулы-«кольца» (ротаксаны), которые могут скользить по «оси» и вести себя как пружина. Эти кольца объединены в цепочки и закреплены в полиуретановом геле с нанокристаллами целлюлозы — очень прочными волокнами.

Целлюлоза помогает гелю самовосстанавливаться: молекулы образуют временные водородные связи, которые легко восстанавливаются.

К молекулам добавили специальный флуоресцентный элемент DPAC. Когда он может свободно двигаться, гель светится оранжевым, а когда движение ограничено (например, при растяжении или изгибе) — синим. Таким образом, гель визуально показывает, где он напряжен.

Материал выдерживает чрезвычайно большое растяжение — около 4600% (1 см можно тянуть до 46 см без разрыва). Он также очень прочный — в 2,6 раза прочнее обычного полиуретанового геля без таких молекул.

Кроме этого, гель сам восстанавливается за несколько часов при комнатной температуре или быстрее при легком нагревании.

Возможные применения включают носимые сенсоры, мягкие роботы, искусственную кожу и медицинские импланты, которые могут испытывать нагрузку и самостоятельно восстанавливаться. Гель также может помочь создавать электронику, устойчивую к повреждениям, которая не ломается внезапно, а показывает нагрузку через изменение цвета.