Четверг 13 августа 2026 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
Земные экстремофилы могут расти в условиях, близких к марсианским Земные экстремофилы могут расти в условиях, близких к марсианским Ученые нашли дразнящие намеки на то, что не только когда-то жизнь существовала на Марсе, но и что она все еще может существовать на Красной планете. Исследование здесь, на Земле, сделало…
Галактика Андромеды подвергается давлению со стороны своего меньшего соседа Галактика Андромеды подвергается давлению со стороны своего меньшего соседа Благодаря космическому телескопу «Хаббл» астрономы пролили свет на недавний этап в истории соседней с Млечным Путем галактики Андромеды. Используя данные наблюдений звезд Андромеды, полученные с помощью космического телескопа Хаббл, исследовательская…
Группа охотников-собирателей жила 14 000 лет назад в пещере в Турции Группа охотников-собирателей жила 14 000 лет назад в пещере в Турции Раскопки в пещере Коскарлы в районе Черного моря впервые свидетельствуют о заселении этой территории людьми в период эпипалеолита. Группа археологов обнаружила на севере Турции поселение охотников-собирателей, живших в пещере Коскарлы…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
Пострадавшие и пожар в промзоне в Башкирии. Последствия атак ВСУ на российские регионы Пострадавшие и пожар в промзоне в Башкирии. Последствия атак ВСУ на российские регионы Средства ПВО в течение прошедшей ночи перехватили и уничтожили 362 украинских беспилотника над российскими регионами, а также акваториями Черного и Азовского морей, сообщили в Минобороны РФ. Из-за падения БПЛА в…
Поражены пункт управления ВМС Украины и портовая инфраструктура. Новые удары ВС РФ по объектам на Украние Поражены пункт управления ВМС Украины и портовая инфраструктура. Новые удары ВС РФ по объектам на Украние ВС России продолжают наносить удары по объектам военно-морских сил Украины, используемым в интересах ВСУ, сообщили в Минобороны РФ. ТАСС собрал основное о результатах. Заявление Минобороны ВС России продолжают нанесение ударов…
Укрепление рубля и «генетический код победителя». Встреча Путина с губернатором Лимаренко Укрепление рубля и «генетический код победителя». Встреча Путина с губернатором Лимаренко Укрепление национальной валюты выгодно гражданам, но для экспортно-ориентированных предприятий создает проблемы. Об этом заявил президент России Владимир Путин на встрече на Итурупе с губернатором Сахалинской области Валерием Лимаренко. Он также…
Тема дня
«Сила причинять вред» не сможет привести Украину к миру «Сила причинять вред» не сможет привести Украину к миру

Украина в нынешнем формате существует как антиРоссия, и единственная ее цель – это нанесение нам мак...

Фото
Скрытый разлом под Нью-Джерси оказался причиной землетрясения 2024 года Скрытый разлом под Нью-Джерси оказался причиной землетрясения 2024 года

С геологической точки зрения, под нашими ногами происходит множество процессов: слой за слоем переме...

Опрос

Кто первый посягнет на западные регионы Украины?

 

Анекдот дня

Ощущение, что кто-то просыпается и говорит: "Алиса, сделай ещё хуже."

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.

Популярные новости
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)".