Вторник 28 мая 2024 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
Учёные изобрели причудливый материал, который при ударе становится твёрже  Фото из открытых источников

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
Главное за сутки
В Орловской области при падении БПЛА погиб один человек, еще трое пострадали В Орловской области при падении БПЛА погиб один человек, еще трое пострадали Водитель областной пожарной части погиб при падении БПЛА на территорию топливно-заправочной станции в городе Ливны Орловской области, еще три человека пострадали. Об этом сообщил глава региона Андрей Клычков. "Сегодня утром…
Над регионами России за ночь уничтожили и перехватили 12 БПЛА Над регионами России за ночь уничтожили и перехватили 12 БПЛА Российские средства противовоздушной обороны (ПВО) уничтожили и перехватили за ночь 12 украинских БПЛА над регионами России, в том числе над Краснодарским краем. Об этом сообщили в Минобороны России. "В течение…
Президент Эстонии Карис заявил о необходимости «поставить Россию на колени» Президент Эстонии Карис заявил о необходимости «поставить Россию на колени» Президент Эстонии Алар Карис считает, что сейчас в ситуации на Украине важно остановить "российскую военную машину". "Мы сделаем все возможное, чтобы поставить Россию и президента Владимира Путина на колени. Тогда…
Интернет и СМИ
Читайте также
Микенские доспехи возрастом 3500 лет были пригодны для длительного боя  Микенские доспехи возрастом 3500 лет были пригодны для длительного боя  Новое исследование показывает, что 3500-летний комплект микенских доспехов, возможно, использовался в бою, а и не только в церемониальных целях, как считалось ранее. Исследователи работали с группой греческих военных-добровольцев, которые носили…
Frontiers: признаками диабета могут быть головокружение и онемение конечностей Frontiers: признаками диабета могут быть головокружение и онемение конечностей Учеными из венгерского Университета Земмельвейса выяснено, что ряд нетрадиционных симптомов диабета могут появиться за годы до официального его диагностирования. Это проявления невропатии — повреждения нервов периферической нервной системы, проявляющихся в…
Daily Star: ученые разрабатывают первую в мире систему для пересадки головы Daily Star: ученые разрабатывают первую в мире систему для пересадки головы Участники стартапа BrainBridge, специалисты по нейробиологии и биомедицинской инженерии, заняты разработкой уникальной технологии, делающей возможной пересадку головы. Они подчёркивают, что прорыв будет сделан на основе фундаментальных научных исследований. Издание Daily…
Тема дня
Прибалты и поляки активно толкают Европу к ядерной войне Прибалты и поляки активно толкают Европу к ядерной войне

Европа продолжает наращивать градус эскалации в отношениях с Москвой. Глава Еврокомиссии Урсула фон ...

Фото
Ученые описали новый тип извержения вулкана Ученые описали новый тип извержения вулкана

Не существует двух одинаковых извержений вулканов, но ученые считают, что серия взрывных извержений ...

Опрос

Продолжат ли США оказывать Украине финансовую и военную помощь в будущем?

 

Анекдот дня

Деньги - зло, но на них можно купить добро.

Еще »
Комментарии для сайта Cackle
Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-83392 от 07.06.2022, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. 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)".