Среда 17 декабря 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
Гигантская структура под Бермудскими островами не имеет аналогов на Земле Гигантская структура под Бермудскими островами не имеет аналогов на Земле Под широко известным загадочным архипелагом скрывается новая загадка Северной Атлантики. Ученые обнаружили странный слой горных пород толщиной 20 километров под океанической корой под Бермудскими островами. Такая толщина никогда не наблюдалась…
JSR: Раскрыт неочевидный секрет хорошего секса JSR: Раскрыт неочевидный секрет хорошего секса Запланированная интимная близость повышает качество сексуальной жизни и усиливает желание, показало исследование специалистов из Университета Йорка. Работа опубликована в The Journal of Sex Research (JSR). В западной культуре идею «правильной»…
Ученые предупреждают, что микропластик может распространять опасные патогены Ученые предупреждают, что микропластик может распространять опасные патогены Ученые усердно работают над оценкой масштабов проблемы загрязнения микропластиком и вероятных последствий для здоровья. Новое исследование выявило ряд рисков для здоровья, которые могут представлять эти крошечные пластиковые фрагменты, распространяясь по…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над Россией сбили 83 украинских БПЛА МО: за ночь над Россией сбили 83 украинских БПЛА Российские средства противовоздушной обороны (ПВО) за ночь уничтожили 83 украинских беспилотных летательных аппарата (БПЛА) над российскими регионами. Об этом сообщили в Минобороны. По данным российского оборонного ведомства, беспилотники самолетного типа…
ФСБ России предотвратила поджог поездов на Кубани ФСБ России предотвратила поджог поездов на Кубани Сотрудники УФСБ России по Краснодарскому краю предотвратили готовящиеся поджоги поездов на железной дороге по заданию украинских спецслужб. Об этом говорится в материалах проверки показаний задержанного, распространенных ведомством. Сотрудники ФСБ РФ…
В Мьянме были похищены трое россиян В Мьянме были похищены трое россиян Трое россиян были похищены на территории Мьянмы, предположительно, для принудительной работы в мошеннических кол-центрах. Об этом корреспонденту ТАСС сообщили в консульском отделе посольства РФ в Мьянме. Отвечая на вопрос, есть…
Тема дня
Как европейцы будут воевать с Россией, если будут Как европейцы будут воевать с Россией, если будут

По Европе бродит призрак войны с Россией, и даже называется время ее начала – 2030 год. Но что может...

Фото
Сообщества морских коров формировали экосистемы в Персидском заливе 20 млн лет Сообщества морских коров формировали экосистемы в Персидском заливе 20 млн лет

Палеонтологи обнаружили плотное скопление останков дюгоней на стоянке Аль-Масжабия в раннем миоцене,...

Опрос

Что вы ждете от обсуждаемого сейчас плана Трампа по урегулированию украинского конфликта?

 

Анекдот дня

- Тебе, наверное, больше сорока?

- С чего ты взял?

- Пишешь без ошибок. Чувствуется Советская школа.

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)".