При растяжении или деформации полимеры с памятью возвращаются к первоначальной форме после воздействия тепла или света. Эти материалы можно применять в мягкой робототехнике, умных биомедицинских устройствах и развертываемых космических структурах, но они не могли хранить достаточно энергии. Теперь исследователи разработали полимер с памятью формы, который сохраняет почти в шесть раз больше энергии, чем предыдущие версии.
У полимеров с памятью формы есть несколько состояний: недеформированное (вторичное) и деформированное. Деформированное состояние создается путем растяжения полимера и удерживается молекулярными изменениями, такими как динамические сети связей или кристаллизация, вызванная деформацией. Она изменяется под воздействием тепла или света. Затем полимер возвращается в исходное состояние за счет высвобождения накопленной энергии. Но ученым было сложно заставить эти полимеры выполнять энергоемкие задачи.
Теперь ученые разработали новый тип полимера с памятью формы, который растягивается в стабильное, сильно вытянутое состояние, позволяющее ему высвобождать большое количество энергии при возвращении в исходное состояние. В исходном состоянии полимера цепи были спутанными и неупорядоченными. Растяжение привело к выравниванию цепей и образованию водородных связей, которые стабилизировали сильно вытянутое состояние. Нагревание привело к разрыву связей и сокращению полимера до первоначального, неупорядоченного состояния.
В ходе испытаний полимер растягивался в пять раз больше своей первоначальной длины и сохранял до шести раз больше энергии, чем предыдущие полимеры с памятью формы. Команда показала, что растянутый материал может использовать эту энергию для поднятия объектов, вес которых в 5 тыс. раз превышает вес устройства.
Читать далее
Появился новый металл, в котором электроны двигаются как жидкость
Специальная гиря для обмана покупателей: в Израиле обнаружили необычный артефакт
Новая iOS 15: дата выпуска, дизайн и функции iPhone. Рассказываем все, что известно