Вторник 28 апреля 2026 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
Аномальные волны тепла в океане губят сотни тысяч морских птиц Аномальные волны тепла в океане губят сотни тысяч морских птиц Резкий рост температуры воды у австралийских берегов стал причиной массовой гибели морских птиц. За 2023—2024 годы жара убила более 629 тысяч особей. Подавляющее большинство из них — короткохвостые буревестники: они…
Найден способ безопасного очищения организма от стареющих клеток Найден способ безопасного очищения организма от стареющих клеток Группа биологов выяснила, что престарелые клетки, накапливающиеся в теле с возрастом, могут самоуничтожаться, если подавить в них работу белка GPX4. Уничтожение данных клеток в организме мышей показало замедление роста опухолей,…
Физики смоделировали квантовый процесс, который может положить конец Вселенной Физики смоделировали квантовый процесс, который может положить конец Вселенной Хотя наша Вселенная кажется стабильной, возможно, она находится лишь во временном состоянии ложного спокойствия, которое может разрушиться в мгновение ока. Мы считаем вакуум состоянием с самой низкой энергией во Вселенной.…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 186 украинских БПЛА МО: за ночь над регионами России сбили 186 украинских БПЛА Средства ПВО за ночь перехватили и уничтожили 186 украинских беспилотников над российскими регионами, а также Черным и Азовским морями, сообщили в Минобороны РФ. Из-за падения обломков беспилотников произошел пожар на…
Гладков: в Белгородской области при атаках БПЛА ВСУ погибли три человека Гладков: в Белгородской области при атаках БПЛА ВСУ погибли три человека Вооруженные силы Украины атаковали беспилотниками несколько округов Белгородской области, погибли три мирных жителя. Еще трое, в том числе 16-летний подросток, пострадали, сообщил губернатор Вячеслав Гладков в "Максе". "Три мирных жителя…
Мирошник: за неделю от ударов ВСУ погибли 24 жителя России, еще 174 получили ранения Мирошник: за неделю от ударов ВСУ погибли 24 жителя России, еще 174 получили ранения Более 20 мирных жителей РФ, в их числе 2 детей, погибли на минувшей неделе при ударах Вооруженных сил Украины по российским субъектам, еще свыше 170 человек получили ранения. Об этом…
Тема дня
Российские бойцы сорвали сирийский сценарий в Мали Российские бойцы сорвали сирийский сценарий в Мали

Всего лишь двадцать российских бойцов смогли сдержать атаку двухтысячной группировки противника. Так...

Фото
Учёные попытались разобраться в особенностях содержания снов Учёные попытались разобраться в особенностях содержания снов

Сны — совсем не случайный набор образов, а достаточно сложная система. К такому выводу пришли ученые...

Опрос

Через месяц после начала войны в Иране на чьей стороне преимущество?

 

Анекдот дня

Кто виноват?

Что делать?

А зачем?

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)".