Суббота 19 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
В Азербайджане обнаружен монументальный военный курган возрастом 3800 лет В Азербайджане обнаружен монументальный военный курган возрастом 3800 лет На продуваемых ветрами равнинах Джейранчёля на западе Азербайджана сделано монументальное открытие. Там был обнаружен курган среднего бронзового века возрастом 3800 лет, который, как полагают, является местом захоронения огромного воина. Эти…
На Сицилии найдены обломки корабля VI века до н. э. с фрагментами мачты и каната На Сицилии найдены обломки корабля VI века до н. э. с фрагментами мачты и каната На юго-восточном побережье Сицилии, недалеко от города Санта-Мария-дель-Фокалло на территории Испики (Рагуза), группа археологов обнаружила останки греческого корабля, датируемого VI–V веками до нашей эры. Находка стала результатом шестой подводной археологической…
BJS: ложка Диокла - инструмент для извлечения стрел из ран в греко-римском мире BJS: ложка Диокла - инструмент для извлечения стрел из ран в греко-римском мире Международная группа исследователей опубликовала исследование, в котором попыталась прояснить форму, внешний вид и характеристики любопытного артефакта греко-римской эпохи — так называемой ложки Диокла, хирургического инструмента, использовавшегося для извлечения стрел из…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 73 украинских БПЛА МО: за ночь над регионами России сбили 73 украинских БПЛА Силы ПВО уничтожили и перехватили 73 украинских беспилотника над регионами России за ночь. Из них 10 дронов сбили над Московским регионом, в том числе 3 летевших на Москву дрона. Об…
Президент Путин скорректировал порядок проверки ложно отказавшихся от гражданства Украины Президент Путин скорректировал порядок проверки ложно отказавшихся от гражданства Украины Президент России Владимир Путин скорректировал регламент действий госорганов при обнаружении того, что отказавшийся от украинского паспорта гражданин РФ фактически продолжает им пользоваться. С соответствующим указом ознакомился ТАСС. Речь идет о…
В ЕС согласовали 18-й пакет санкций против России В ЕС согласовали 18-й пакет санкций против России Послы ЕС после двух месяцев дискуссий согласовали 18-й пакет санкций против России, сообщил журналистам дипломатический источник в Брюсселе. ТАСС собрал главное о содержании нового пакета рестрикций. Сообщается, что 18-й пакет…
Тема дня
Военные приготовления Запада работают против него же  Военные приготовления Запада работают против него же 

На новом витке обострения с Западом инструментов – таких, чтоб враги не использовали за прошедшие го...

Фото
Древний метеоритный кратер может быть на 800 млн лет моложе, чем считалось Древний метеоритный кратер может быть на 800 млн лет моложе, чем считалось

Ранее в этом году исследователи объявили об открытии, по их мнению, старейшего в мире ударного крате...

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.

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)".