Четверг 06 ноября 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
Римский торговый корабль возрастом 1700 лет лежит у побережья на Майорке Римский торговый корабль возрастом 1700 лет лежит у побережья на Майорке Всего в двух метрах под бирюзовыми водами Плайя-де-Пальма археологи обнаружили прекрасно сохранившийся римский торговый корабль, затонувший около 1700 лет назад. Обломки судна «Сес-Фонтанельес», найденные у одного из самых популярных туристических…
NatCom: Предложен новый способ защиты от артрита и диабета первого типа NatCom: Предложен новый способ защиты от артрита и диабета первого типа Исследователи из Университета Суонси опубликовали итоги новой работы в журнале Nature Communications (NatCom). Они выяснили, что в контроле патогенной активности Т-клеток, провоцирующих аутоиммунные заболевания, основная роль принадлежит активности белка ABHD11.…
Выявлен источник свободных радикалов в мозге, способствующих развитию слабоумия Выявлен источник свободных радикалов в мозге, способствующих развитию слабоумия Согласно исследованию Weill Cornell Medicine, свободные радикалы, образующиеся в определённом участке мозга, не относящемся к нейронам, — астроцитах, — могут способствовать развитию деменции. Результаты, опубликованные в журнале Nature Metabolism, продемонстрировали,…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 75 украинских БПЛА  МО: за ночь над регионами России сбили 75 украинских БПЛА  Силы ПВО сбили 75 украинских БПЛА над регионами России за ночь, сообщили в Минобороны РФ. "В течение прошедшей ночи дежурными средствами ПВО перехвачены и уничтожены 75 украинских беспилотных летательных аппаратов…
Бочаров: в Волгоградской области из-за атаки БПЛА погиб человек Бочаров: в Волгоградской области из-за атаки БПЛА погиб человек В Волгоградской области в результате атаки БПЛА погиб человек, сообщил губернатор региона Андрей Бочаров "В ночь с 5 на 6 ноября система ПВО Министерства обороны России отражает массированную атаку дронов…
Подготовка к ядерным испытаниям и действия США. О чем президент Путин говорил с Совбезом Подготовка к ядерным испытаниям и действия США. О чем президент Путин говорил с Совбезом Президент России Владимир Путин поручил МИД, Минобороны, спецслужбам и гражданским ведомствам внести предложения о возможности подготовки к испытаниям ядерного оружия. Россия предупреждала, что в случае проведения другими странами ядерных испытаний…
Тема дня
«Буревестник» и «Посейдон» – важные факторы деэскалации «Буревестник» и «Посейдон» – важные факторы деэскалации

«Они не играют в игры, и мы не играем в игры», – заявил Трамп, комментируя испытания «Буревестника»....

Фото
Стареющие звезды могут уничтожать свои ближайшие планеты Стареющие звезды могут уничтожать свои ближайшие планеты

Согласно новому исследованию астрономов из Калифорнийского университета в Лондоне и Уорикского униве...

Опрос

Как вы оцениваете заявления США о возможной передаче Украине ракет Tomahawk?

 

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)".