Воскресенье 14 декабря 2025 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Учёные изобрели причудливый материал, который при ударе становится твёрже 


Учёные изобрели причудливый материал, который при ударе становится твёрже 

Воскресенье, 14 Апреля 2024 15:06

Носимые электронные устройства и датчики однажды могут быть изготовлены из материала, который становится более жестким при ударе или растяжении, благодаря новому исследованию, проведенному командой из Калифорнийского университета в Мерседе.

 

Эта «адаптивная долговечность», как известно, является важной характеристикой с точки зрения материаловедения. Это означает защиту от повреждений и устойчивость к стрессам даже в суровых условиях.

 

На создание нового материала на самом деле вдохновил кукурузный крахмал, используемый в кулинарии, который можно перемешивать при добавлении воды. В отличие от влажного песка, который имеет постоянную вязкость независимо от того, смешан ли он или утрамбован, суспензия кукурузного крахмала действует как жидкость при осторожном перемешивании и как твердое вещество при быстром ударении.

 

Когда вы медленно раздавливаете кукурузный крахмал, крошечные частицы отталкивают друг друга, заставляя их действовать как жидкость. Но если вы быстро ударитесь о поверхность, они соприкоснутся, вызывая трение и действуя как твердое тело. Эта разница в поведении обусловлена размером частиц.

 

Исследователи хотели посмотреть, смогут ли они получить те же результаты с помощью полимерного материала.

 

Чтобы добиться этого, команда начала с сопряженных полимеров: полимеров с особыми свойствами, которые помогают материалам проводить электричество, оставаясь при этом относительно мягкими и эластичными. Эти материалы могут быть изготовлены из всевозможных комбинаций молекул.

 

В данном случае в их состав вошли длинные молекулы поли(2-акриламидо-2-метилпропансульфокислоты), короткие молекулы полианилина и высокоэффективный проводник – поли(3,4-этилендиокситиофен)полистиролсульфонат (PEDOT:PSS) . Не волнуйтесь, если эти имена вам незнакомы — все, что вам действительно нужно знать, это то, что эта комбинация создала пленку, которая деформировалась или растягивалась при резких ударах.

 

Чем быстрее удары, тем жестче становился материал. Добавление на 10 процентов больше PEDOT:PSS улучшило как адаптивную долговечность, так и проводимость материала.

 

По словам исследователей, выбор двух положительно заряженных и двух отрицательно заряженных полимеров создает материал со сверхмалыми структурами, похожими на миниатюрные фрикадельки в запутанной миске спагетти. Эти «фрикадельки» поглощают удары, не распадаясь полностью, сохраняя материал и его проводимость на месте.

 

Дальнейшие эксперименты показывают, что добавление положительно заряженных наночастиц 1,3-пропандиамина еще больше повышает прочность, слегка ослабляя «фрикадельки» (чтобы материал мог выдерживать более сильные удары), одновременно укрепляя «ниточки спагетти» вокруг них (сохраняя целостность материал).

 

Все это довольно сложно и технично, но материал должен найти применение за пределами лаборатории, если его можно производить в больших масштабах. Ремешки умных часов, носимые датчики и мониторы здоровья (например, для сердечно-сосудистой системы или уровня глюкозы) — все это примеры, предложенные исследовательской группой.

 

Персонализированное электронное протезирование — еще один потенциальный вариант использования, с которым исследователи уже экспериментировали. Со временем из этого универсального материала можно будет напечатать протезы конечностей на 3D-принтере.

 

Это еще одно напоминание о возможности открытия новых материалов и усовершенствования существующих материалов, а также о том, как они могут изменить наше будущее – от устройств, которые мы используем, до одежды, которую мы носим.

 

«Существует ряд потенциальных применений, и мы рады видеть, куда нас приведет это новое, нетрадиционное свойство», — говорит ученый-материаловед Юэ Ван.

 
 

 
Николаева Мария Опубликовано в Наука   Теги Новости
Читайте также
Земля и Солнечная система могли быть сформированы взрывом близлежащей звезды Земля и Солнечная система могли быть сформированы взрывом близлежащей звезды Земля, возможно, обязана некоторыми своими свойствами близлежащей звезде, которая взорвалась как раз в момент формирования Солнечной системы. Эта закономерность, когда пузырь сверхновой окутал Солнце и осыпал его космическими лучами, может…
npj Aging: Озвучен неочевидный фактор ускорения старения сердца npj Aging: Озвучен неочевидный фактор ускорения старения сердца Непролеченое обструктивное апноэ заметно ускоряет старение сердечно-сосудистой системы, повышая риски преждевременной летальности. Таков вывод исследователей из новой работы коллектива учёных из Медицинской школы Университета Миссури и Медицинской школы Джоан Эдвардс…
Исследователь раскрывает секрет «загадочного письма» в свитках Мертвого моря Исследователь раскрывает секрет «загадочного письма» в свитках Мертвого моря После более чем 70 лет загадок изучение двух кумранских рукописей показало, что они содержали библейские тексты, а не тайные знания, проливая свет на секретные обычаи древней общины. Исследователь достиг важной…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 41 украинский БПЛА МО: за ночь над регионами России сбили 41 украинский БПЛА Российские средства ПВО за ночь уничтожили и перехватили над регионами РФ 41 украинский БПЛА. Об этом сообщили в Минобороны России. "В течение прошедшей ночи дежурными средствами ПВО перехвачены и уничтожены…
Бусаргин: в Саратовской области из-за атаки беспилотников погибли два человека Бусаргин: в Саратовской области из-за атаки беспилотников погибли два человека В Саратовской области два человека стали жертвами атаки беспилотных летательных аппаратов. Об этом сообщил в своем Telegram-канале губернатор региона Роман Бусаргин. "В результате атаки БПЛА пострадали несколько квартир в жилом…
ЕС согласовал заморозку российских активов на неопределенный срок ЕС согласовал заморозку российских активов на неопределенный срок Страны ЕС согласовали заморозку на неопределенный период удерживаемых в Европе активов ЦБ России, сообщила глава евродипломатии Кая Каллас в соцсети X. "ЕС только что принял решение о бессрочной заморозке российских…
Тема дня
Польский генерал мечтает «сжечь Калининград» по личным причинам Польский генерал мечтает «сжечь Калининград» по личным причинам

Очередное крайне агрессивное заявление в адрес России прозвучало из Польши. На этот раз отличился бы...

Фото
Скрытая пандемия незаметно уничтожает морских ежей по всему миру Скрытая пандемия незаметно уничтожает морских ежей по всему миру

Исследователи показали, что массовая гибель морских ежей Diadema africanum в 2022-2023 годах привела...

Опрос

Что вы ждете от обсуждаемого сейчас плана Трампа по урегулированию украинского конфликта?

 

Анекдот дня

- Тебе, наверное, больше сорока?

- С чего ты взял?

- Пишешь без ошибок. Чувствуется Советская школа.

Еще »

Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.

Интересные материалы
МЫ ВКОНТАКТЕ

Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций

(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном

цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с

точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии

предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей

сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".