Понедельник 09 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 сбили 13 украинских БПЛА МО: за ночь над регионами России сбили 13 украинских БПЛА Российские средства противовоздушной обороны (ПВО) за ночь уничтожили и перехватили над Астраханской, Белгородской и Ростовской областями 13 украинских беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Об этом сообщили в Минобороны России. "В течение…
Помощь жителям и потери противника: что известно о ситуации в Курской области Помощь жителям и потери противника: что известно о ситуации в Курской области Вооруженные силы Украины (ВСУ) потеряли более 400 военных и две БМП за сутки на курском направлении Об этом сообщили в Минобороны РФ. Всего за время боевых действий уничтожены более 39,2…
Функционирование российских баз и израильская армия в буферной зоне: что известно о ситуации в Сирии Функционирование российских баз и израильская армия в буферной зоне: что известно о ситуации в Сирии Сирийская вооруженная оппозиция полностью контролирует провинцию Латакия, где расположены российские военные базы, сообщил ТАСС источник в сирийской провинции. Он также подчеркнул, что оппозиция не вторгалась на российские базы в Тартусе…
Интернет и СМИ
Читайте также
Названы продукты, способствующие накоплению жира в мышцах и артриту Названы продукты, способствующие накоплению жира в мышцах и артриту На ежегодном собрании Радиологического общества Северной Америки (RSNA) были презентованы итоги нового исследования, показавшего, что диета с высоким содержанием ультрапереработанных продуктов провоцирует накопление жира в мышцах бедра. А далее следует…
Читаем по лицу: ранний признак слабоумия выдают его изменения Читаем по лицу: ранний признак слабоумия выдают его изменения Старение неизбежно, в том числе, и изменения, которые «отпечатываются» на наших лицах. Но также известно, что скорость таких перемен сильно различается у разных людей. Китайские учёные провели исследование, показавшее, что…
Катастрофические изменения настигнут Европу уже в 2025 году, считают ученые Катастрофические изменения настигнут Европу уже в 2025 году, считают ученые Голландские климатологи бьют тревогу: Атлантический океан приближается к критической точке, которая может привести к катастрофическим изменениям климата в Европе. В статье, опубликованной в журнале The Conversation, специалисты из Утрехтского университета…
Тема дня
Как крах Башара Асада повлияет на Россию и Ближний Восток Как крах Башара Асада повлияет на Россию и Ближний Восток

Исчезновение из Сирии Асада влечет глобальные сдвиги на мировой геополитической шахматной доске. Про...

Фото
Упражнения могут исправить генетические ошибки в выработке мышечной энергии Упражнения могут исправить генетические ошибки в выработке мышечной энергии

Исследователи обнаружили в клетках механизм, который необходим для производства энергии в мышцах. Эт...

Опрос

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

 

Анекдот дня

Да слышал я про удаленную работу! Удалил бы все работы, если бы можно было.

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)".