Четверг 26 декабря 2024 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
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России уничтожили пять украинских беспилотников МО: за ночь над регионами России уничтожили пять украинских беспилотников Российские средства противовоздушной обороны (ПВО) за ночь уничтожили пять украинских беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) над тремя регионами РФ. Об этом сообщили в Минобороны России. "Дежурными средствами ПВО уничтожены пять украинских…
ФСБ РФ предотвратила серию покушений на высокопоставленных военных в Москве ФСБ РФ предотвратила серию покушений на высокопоставленных военных в Москве Сотрудники ФСБ России предотвратили серию покушений на высокопоставленных сотрудников Минобороны в Москве и членов их семей. Подготовкой покушений занимались спецслужбы Украины, сообщили ТАСС в Центре общественных связей (ЦОС) ФСБ России.…
Центробанк отозвал лицензию у банка «Гарант-Инвест» Центробанк отозвал лицензию у банка «Гарант-Инвест» Банк России отозвал с 26 декабря 2024 года лицензию на осуществление банковских операций у московского коммерческого банка "Гарант-Инвест", являющегося участником системы страхования вкладов. Об этом сообщается на сайте регулятора. "Банк…
Интернет и СМИ
Читайте также
Генетическая защита или риск: загадки алкогольной непереносимости у народов РФ Генетическая защита или риск: загадки алкогольной непереносимости у народов РФ Российские ученые из медико-генетического центра Genotek провели масштабное исследование, изучив геномы более 166 тысяч жителей страны из разных этносов, и выявили интересные закономерности, связанные с непереносимостью алкоголя. Согласно «Лента.ру», результаты…
Найдена связь между пропорциями пальцев и склонностью к алкоголю Найдена связь между пропорциями пальцев и склонностью к алкоголю Ученые пытаются найти доступные методы выявления рисков алкоголизма. Недавнее исследование, результаты которого опубликовали в American Journal of Human Biology, выявило любопытную связь между пропорциями пальцев и склонностью к вредным привычкам,…
Выявлена неизвестная ранее форма жизни внутри человека Выявлена неизвестная ранее форма жизни внутри человека Международной группе ученых удалось совершить знаменательное открытие: внутри организма человека обнаружили новую форму жизни. Это вирусоподобные образования, получившие наименование «обелиски» — крохотные круговые фрагменты генетического материала, которые способны самоорганизовываться в…
Тема дня
Илон Маск ударил в самое сердце Евросоюза Илон Маск ударил в самое сердце Евросоюза

Мультимиллиардер Илон Маск продолжает пугать своих врагов ростом своего влияния в мировой политике. ...

Фото
Загадочная находка в Юте: учёные столкнулись с "внеземным" растением Загадочная находка в Юте: учёные столкнулись с "внеземным" растением

На территории штата Юта (США) исследователи обнаружили окаменелости растения, которое не удаётся соо...

Опрос

Допускаете ли вы вероятность мировой ядерной войны после разрешения Запада наносить ракетные удары вглубь России?

 

Анекдот дня

Сувенир - это товар, который в своем городе вы никогда бы не купили.

Еще »
Комментарии для сайта Cackle
Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-83392 от 07.06.2022, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. 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)".