Среда 22 октября 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
В России предложен способ лечения врожденной патологии бедра у детей В России предложен способ лечения врожденной патологии бедра у детей Учеными Новосибирского научно-исследовательского института травматологии и ортопедии (НИИТО) разработан и запатентован новый способ лечения врожденного вывиха бедра у малышей. Он предусматривает использование собственной ткани организма для формирования связки, прикрепляющей бедро…
BB&IH: Раскрыт простой способ замедления процессов старения BB&IH: Раскрыт простой способ замедления процессов старения Специалисты Корнеллского университета в новом исследовании выяснили, что устойчивые социальные связи способны замедлять биологическое старение организма через снижение уровня воспаления в организме. Работу опубликовали в научном журнале Brain, Behavior, &…
Выявлена опасная связь между двумя крупнейшими сейсмическими зонами США Выявлена опасная связь между двумя крупнейшими сейсмическими зонами США Исследователями обнаружена новая связь между двумя известными американскими геологическими зонами. Она опасна тем, что мощное землетрясение на одном участке может вызвать сейсмическую активность в соседней области, усилив разрушения вдвое, сообщает…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 55 украинских БПЛА МО: за ночь над регионами России сбили 55 украинских БПЛА Силы ПВО за ночь уничтожили и перехватили 55 украинских беспилотников над российскими регионами, сообщили в Минобороны РФ. В результате падения украинского дрона ранения получил житель Ростова-на-Дону. При атаке БПЛА частично…
Мирошник: за неделю в России от ударов ВСУ погибли 20 человек, 85 получили ранения Мирошник: за неделю в России от ударов ВСУ погибли 20 человек, 85 получили ранения 20 мирных жителей из ряда субъектов РФ, включая ребенка, за минувшую неделю погибли от ударов со стороны Вооруженных сил Украины, 85 человек, в том числе семеро несовершеннолетних, получили ранения. Как…
За полгода в России за теракты и диверсии осудили 260 человек За полгода в России за теракты и диверсии осудили 260 человек Российские суды в первом полугодии вынесли обвинительные приговоры по делам о терактах 210 гражданам, в том числе 9 иностранцам, свидетельствует статистика Судебного департамента при Верховном суде РФ, которую изучил корреспондент…
Тема дня
Как польский мессианизм работает против России Как польский мессианизм работает против России

Заявления премьер-министра Польши Дональда Туска о том, что Польша и весь Запад находятся в состояни...

Фото
Гибриды неандертальцев и людей могли быть поражены генетическим несоответствием Гибриды неандертальцев и людей могли быть поражены генетическим несоответствием

Современные люди действительно могли уничтожить неандертальцев, но не только войнами или убийствами....

Опрос

Как вы оцениваете риск возникновения военного конфликта в Молдавии и Приднестровье?

 

Анекдот дня

Севастополь - самый европейский из всех европейских городов. Именно здесь находятся английское, немецкое, французское, турецкое и даже итальянское кладбища, на которых покоятся те, кто когда-то усомнился в том, что Крым наш.

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)".