Среда 17 сентября 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
Ученые предполагают, что Земля могла быть терраформирована инопланетянами Ученые предполагают, что Земля могла быть терраформирована инопланетянами Новая противоречивая научная работа потрясла академическое сообщество, предположив, что жизнь на Земле могла возникнуть не только естественным путём, но и стать результатом преднамеренного терраформирования, осуществляемого развитыми внеземными цивилизациями. Исследование, опубликованное…
В Польше обнаружен крупный клад из нескольких тысяч монет В Польше обнаружен крупный клад из нескольких тысяч монет Неподалёку от деревни Сверщув в Люблинском воеводстве на востоке Польши было сделано замечательное археологическое открытие. Краевед, вооружённый металлоискателем, обнаружил огромный клад монет XVII века, насчитывающий, по оценкам, около 5000 медных…
ДНК денисовцев может сделать некоторых людей устойчивыми к малярии ДНК денисовцев может сделать некоторых людей устойчивыми к малярии Когда наши доисторические предки скрещивались с денисовцами, они, возможно, переняли некоторые чрезвычайно полезные гены, которые продолжают приносить пользу нашему здоровью и сегодня. Согласно новому исследованию, некоторые популяции людей могут даже…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 87 украинских беспилотников МО: за ночь над регионами России сбили 87 украинских беспилотников Силы ПВО за ночь уничтожили и перехватили 87 украинских беспилотников над регионами России, сообщили в Минобороны РФ. "В течение прошедшей ночи с 23:00 до 06:00 мск дежурными средствами ПВО уничтожены…
Гладков: при атаке БПЛА на село Белгородского района погиб житель Гладков: при атаке БПЛА на село Белгородского района погиб житель Мужчина погиб при атаке дрона Вооруженных сил Украины на село Лозовое Белгородского района, сообщил в своем Telegram-канале губернатор региона Вячеслав Гладков. "В результате очередного террористического удара со стороны ВСУ погиб…
В Новосибирске задержали женщину, подозреваемую в подрыве Транссиба В Новосибирске задержали женщину, подозреваемую в подрыве Транссиба Силовики задержали в Новосибирске гражданку России, подозреваемую в диверсии на участке Транссибирской магистрали по заданию украинских спецслужб, надеявшуюся получить вознаграждение женщину заключили под стражу, сообщает ЦОС ФСБ РФ. "Федеральной службой…
Тема дня
Власти отказывают полякам в праве на симпатию к России Власти отказывают полякам в праве на симпатию к России

Польский премьер Дональд Туск сделал неожиданное заявление: по его словам, в стране растут пророссий...

Фото
Доисторические люди делали ожерелья из морских моллюсков 20 000 лет назад Доисторические люди делали ожерелья из морских моллюсков 20 000 лет назад

В пещерах на юге Испании были воссозданы ожерелья, относящиеся к верхнему палеолиту, причём некоторы...

Опрос

Когда закончится СВО?

 

Анекдот дня

Канцлер Германии Мерц вознамерился экономически истощить Россию, а для начала решил потренироваться на Германии.

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)".