Понедельник 07 июля 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
Жизнь после смерти: как клетки трансформируются в новые организмы Жизнь после смерти: как клетки трансформируются в новые организмы Недавние исследования показывают, что клетки человеческого организма продолжают жить и даже трансформироваться после смерти тела, сообщает «МедиаПоток». Несмотря на то, что сердце и мозг прекращают работу, клетки не умирают мгновенно.…
Археологи обнаружили в Таджикистане 2000-летний кувшин с именем женщины Археологи обнаружили в Таджикистане 2000-летний кувшин с именем женщины Археологи на юге Таджикистана обнаружили глиняный кувшин возрастом 2000 лет с личной надписью, в которой указано имя его владелицы: Сагкина. Это открытие имеет редкое историческое и культурное значение. Найденный на…
Северный Ледовитый океан оставался открытым во время ледниковых периодов Северный Ледовитый океан оставался открытым во время ледниковых периодов Ученые годами спорили о том, покрывал ли гигантский толстый шельфовый ледник весь Северный Ледовитый океан во время самых холодных ледниковых периодов. Теперь новое исследование, опубликованное в Science Advances, оспаривает эту…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 120 украинских БПЛА МО: за ночь над регионами России сбили 120 украинских БПЛА Средства ПВО уничтожили и перехватили 120 украинских БПЛА над регионами РФ и Азовским морем за ночь. Об этом сообщили в Минобороны России. В течение прошедшей ночи дежурными средствами ПВО уничтожены…
Путин посмертно наградил генерал-майора Михаила Гудкова второй звездой Героя Путин посмертно наградил генерал-майора Михаила Гудкова второй звездой Героя Президент РФ Владимир Путин наградил второй медалью "Золотая Звезда" посмертно замглавкома ВМФ России, экс-командира 155-й отдельной гвардейской бригады гвардии генерал-майора Михаила Гудкова, погибшего в Курской области. "За мужество и героизм,…
Маск заявил, что изменил свое мнение о Трампе из-за увеличения дефицита бюджета США Маск заявил, что изменил свое мнение о Трампе из-за увеличения дефицита бюджета США Американский предприниматель Илон Маск заявил, что он поменял свое отношение к президенту США Дональду Трампу из-за политики американского лидера, которая ведет к увеличению дефицита бюджета страны. "Увеличение дефицита с достигнутого…
Тема дня
Внуки нацистов пришли в Европе к власти  Внуки нацистов пришли в Европе к власти 

Многие нынешние европейские политики являются потомками нацистов времен Второй мировой. Недавно спис...

Фото
В России запатентована система классификации симптомов постковида В России запатентована система классификации симптомов постковида

Специалистами Санкт-Петербургского государственного университета разработана и запатентована система...

Опрос

Какое время продлится напряженность в отношениях между Россией и Азербайджаном?

 

Анекдот дня

Когда телефон был привязан к стене, люди были свободны...

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.

КАК ЗАРАБОТАТЬ НА ИИ ЕСЛИ ТЫ НЕ ПРОГРАММИСТ?
ПРОФЕССИИ, КОТОРЫЕ ВЫМРУТ ЧЕРЕЗ 5 ЛЕТ И ЧТО С ЭТИМ ДЕЛАТЬ?
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)".