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.
AIM: Статины снижают риски болезней сердца при диабете 2-го типа
Прием статинов взрослыми с диабетом второго типа заметно снижает риски смерти и тяжелых сердечно-сосудистых патологий. К этому выводу пришли исследователи по итогам крупного когортного анализа, опубликованного в Annals of Internal…
Обнаружено крупнейшее доисторическое поселение в Великобритании и Ирландии
Новое масштабное открытие показало, что Брюссельстаун-Ринг в графстве Уиклоу, Ирландия, представляет собой крупнейшее из когда-либо обнаруженных компактных поселений на холме на всем Атлантическом архипелаге. Исследование, опубликованное в журнале Antiquity, задокументировало…
JPP: Пристрастие к видеоиграм уменьшает шансы на поиск работы
В резюме не стоит указывать любовь к видеоиграм, это снижает шансы соискателя на трудоустройство даже при достойных деловых качествах. К этому выводу пришли немецкие психологи, опубликовав итоги работы в Journal…
МО: за ночь над регионами России и Азовским морем сбили 22 украинских БПЛА
Российские средства ПВО за ночь перехватили и уничтожили над регионами РФ и акваторией Азовского моря 22 украинских БПЛА. Об этом сообщили в Минобороны России. "В течение прошедшей ночи дежурные средства…
В России в 2025 году за террористические преступления осудили порядка 2 тысяч человек
Порядка 2 тыс. человек были осуждены в 2025 году в России за террористические преступления. Об этом сообщили ТАСС в пресс-службе Верховного суда России в ответ на запрос агентства. За январь-ноябрь…
Серия взрывов в Каракасе и режим ЧП. Главное о ситуации в Венесуэле
В столице Венесуэлы Каракасе произошла серия взрывов после сообщений о пролете авиации над городом. Власти страны заявили о военной агрессии со стороны США и объявили чрезвычайное положение. В Белом доме…
Почему враги не смогли задушить Иран
Врагам Ирана и в 2025-м не удалось парализовать его волю и лишить его инициативы. Страна по-прежнему...
Названы 23 замечательных археологических открытия, сделанных в 2025 году
От изготовленного с высочайшей точностью молотка возрастом 9000 лет до свидетельств Троянской войны ...
- Тебе, наверное, больше сорока?
- С чего ты взял?
- Пишешь без ошибок. Чувствуется Советская школа.
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.
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)".