Понедельник 01 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
Новые раскопки в Перре открывают скрытые слои жизни римской эпохи Новые раскопки в Перре открывают скрытые слои жизни римской эпохи Археологический сезон 2025 года в Перре, одном из пяти главных городов древнего Коммагенского королевства, завершился значительными новыми открытиями, углубляющими понимание религиозного и социального ландшафта города. Работы, проведенные на недавно открытой…
RSNA: Проблемы со здоровьем можно выявить по форме ягодиц RSNA: Проблемы со здоровьем можно выявить по форме ягодиц Изменения формы большой ягодичной мышцы происходят по-разному у мужчин и женщин на фоне старения, малоподвижного образа жизни, хрупкости организма, остеопороза и диабета второго типа. Анализ международной команды ученых показал, что…
Современные люди прибыли в Австралию двумя путями 60 000 лет назад  Современные люди прибыли в Австралию двумя путями 60 000 лет назад  Новое исследование почти 2500 геномов, возможно, наконец положит конец спору о том, когда современные люди прибыли в Австралию. Используя обширную базу данных ДНК древних и современных аборигенов Океании, исследователи определили,…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над Россией сбили 32 украинских беспилотника МО: за ночь над Россией сбили 32 украинских беспилотника Силы ПВО за ночь сбили 32 украинских беспилотника над регионами России. Об этом сообщили в Минобороны РФ. "В течение прошедшей ночи в период с 23:30 мск 30 ноября до 07:00…
ФСБ ликвидировала в Крыму агента Киева при попытке теракта против офицера Минобороны  ФСБ ликвидировала в Крыму агента Киева при попытке теракта против офицера Минобороны  ФСБ ликвидировала в Крыму агента военной разведки Украины при попытке устроить теракт против офицера Министерства обороны России. Об этом ТАСС сообщили в Центре общественных связей (ЦОС) ФСБ России. "Федеральной службой…
Какие законы вступают в силу в декабре 2025 года Какие законы вступают в силу в декабре 2025 года Совершенствование миграционной политики, дополнительная поддержка участников СВО и другие законы, вступающие в силу в декабре, - в нашем материале. 17 ноября Ужесточена ответственность за преступления против страны Вводится пожизненное заключение…
Тема дня
Приднестровье – запасная карта для Запада Приднестровье – запасная карта для Запада

Как только мир в конфликте с Украиной будет подписан и пушки замолчат, судьба Приднестровья окажется...

Фото
Домашние кошки появились намного позднее, чем считалось ранее Домашние кошки появились намного позднее, чем считалось ранее

Новые исследования показывают, что люди жили бок о бок с леопардовыми кошками в поселениях Древнего ...

Опрос

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

Подготовка к реальной передаче ракет - 93.4%
Попытка давления на Россию - 1.3%
Внутриполитические игры - 0.3%
Затрудняюсь ответить - 0.1%

Всего голосов:: 4547

 

Анекдот дня

Рютте назвал страны НАТО прифронтовыми государствами из-за России. А до этого они были прифронтовыми из-за Югославии, Ирака, Ливии… А еще раньше они были рабовладельческими из-за Африки.

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)".