Среда 01 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
JAMA: Определён важный показатель скорости старения мозга JAMA: Определён важный показатель скорости старения мозга Ученым удалось обнаружить, что риски деменции повышаются, когда «возраст мозга», рассчитанный по мозговым волнам во время сна, оказывается больше, чем фактический возраст человека. Таков вывод исследователей из Калифорнийского университета в …
MIT: Впервые матку смогли сохранить живой вне тела женщины MIT: Впервые матку смогли сохранить живой вне тела женщины Испанским ученым удалось сделать новый серьёзный шаг в развитии технологий трансплантации органов. Они впервые поддержали сутки в состоянии жизнеспособности человеческую матку вне организма. Эксперимент осуществил коллектив Фонда Карлоса Саймона, сообщает…
Марс когда-то был миром дождей Марс когда-то был миром дождей Марс — наш ближайший планетарный сосед и мир, на который человек, скорее всего, ступит за пределы Луны. Четвертая планета от Солнца, она находится в среднем на расстоянии около 225 миллионов…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
ВС России завершили освобождение ЛНР ВС России завершили освобождение ЛНР Подразделения группировки войск "Запад" завершили освобождение Луганской Народной Республики, заявили в Минобороны РФ. ТАСС собрал основное о событии. Заявление Минобороны Освобождение Луганской Народной Республики завершено, заявили в Минобороны РФ. В…
МО: за ночь над регионами России сбили 42 украинских БПЛА МО: за ночь над регионами России сбили 42 украинских БПЛА Силы ПВО за ночь сбили 42 украинских беспилотника над регионами России, сообщили в Минобороны РФ. "В течение прошедшей ночи (c 20:00 мск 31 марта до 07:00 мск 1 апреля) дежурными…
Какие законы вступают в силу в апреле 2026 года Какие законы вступают в силу в апреле 2026 года Социальные пенсии вырастут, финансовые права граждан будут дополнительно защищены, а контроль за тарифами в сфере ЖКХ усилится – об этих и других нововведениях второго весеннего месяца в материале. 1 апреля…
Тема дня
Четыре возможных сценария Иранской войны Четыре возможных сценария Иранской войны

Противникам Трампа удалось сделать, казалось бы, невозможное: расколоть сторонников президента США, ...

Фото
В техасской «водной пещере» обнаружены следы экосистемы ледникового периода В техасской «водной пещере» обнаружены следы экосистемы ледникового периода

В ходе исследования пещеры в центральном Техасе ученые обнаружили в подземном ручье остатки давно ут...

Опрос

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

 

Анекдот дня

Март - блины, апрель - куличи, май - шашлыки... и куда, скажите, мне втиснуть эту вашу диету?!

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)".