Инженеры «связали» сверхпрочный материал из нитей тоньше волоса

Технология создания микроузлов из нановолокон увеличивает прочность материалов. Разработка описана в журнале Science Advances.

Инженеры Калифорнийского технологического института разработали материалы, состоящие из множества взаимосвязанных микроузлов. Новая структура поглощают больше энергии и способна больше деформироваться, но при этом материал возвращается к своей первоначальной форме без повреждений. Разработка подойдет для биомедицины и аэрокосмической промышленности.

Структура материала с иерархической решеткой в форме октаэдра, где каждая элементарная ячейка состоит из трех ромбов. Ромб образован двумя узловатыми волокнами, окрашенными в разные цвета. Изображение: Widianto P. Moestopo et al., Science Advances

Структура полимерного материала представляет собой сети из нановолокон, связанных в узлы. Радиус такой нити составляет всего 1,7 мкм (примерно в 100 раз тоньше человеческого волоса), а толщина узла — 70 мкм. Узлы не были завязаны, а были изготовлены в завязанном состоянии с использованием передовой трехмерной литографии высокого разрешения, способной создавать структуры в наномасштабе.

Узловые материалы, созданные из полимеров, обладают прочностью на растяжение, которая намного превосходит классические материалы. Исследование образцов показало, что по сравнению с классическими аналогами материалы с узлами поглощают на 92% больше энергии и требуют в два раза больше усилия, чтобы сломаться при натяжении.

Тестирование прочности при растяжении нитей, связанных узлом (слева) и переплетенных (справа). Изображение: Caltech

В своем исследовании инженеры представили технологию печати материалов из нескольких простых видов узлов. Например, узел с дополнительным поворотом обеспечивает трение для поглощения дополнительной энергии при растяжении материала. В будущем ученые планирует исследовать материалы, состоящие из более сложных узлов.

Возможность преодолеть компромисс между деформируемостью материала и вязкостью при растяжении предлагает новые способы разработки устройств, которые являются чрезвычайно гибкими, долговечными и могут работать в экстремальных условиях.

Видианто П. Моэстопо, соавтор исследования

Читать далее:

Клад с 1 000 монетами случайно нашли на ферме: что на них можно было купить

Назван витамин, который защищает мозг от слабоумия

Выяснилось, какие мужчины наиболее плодовиты: их сперма на 50% лучше, чем у остальных

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Контур.Толк запускает бесплатную версию для онлайн-встреч без ограничений по времени
Технологии
Starship довезет пассажиров из Европы в США за полчаса на скорости 27 000 км/ч
Новости
Новое приложение для видеокарт GeForce от Nvidia уже доступно для скачивания
Новости
Rutube упростил подачу сведений о блогерах в Роскомнадзор
Новости
Бюджетный термоядерный реактор смог удержать плазму при 300 000 °С 
Новости
Посмотрите на картину робота-художника: ее продали 1 000 000 долларов
Новости
Илона Маска назначили в Белый дом: какие планы у миллиардера в правительстве Трампа
Новости
Ученая вылечила собственный рак с помощью вирусов из лаборатории
Наука
Платформу китайского гуманоидного робота открыли для всех разработчиков
Новости
Серферов от нападения гигантских акул защитят светодиодами
Наука
Физики создают «световые ураганы», чтобы ускорить передачу данных
Наука
Астрономы усомнились во влиянии темной материи в формировании галактик
Наука
Нейроны растут в четыре раза дальше во время тренировки, выяснили в MIT
Наука
Скорость потепления пересмотрели: мир на грани ограничений Парижских соглашений
Наука
Робот-хирург научился оперировать после просмотра видео
Новости
Найден «межзвездый туннель» от Солнечной системы к соседней звезде
Космос
Стартовал конкурс на открытие центра развития промышленной робототехники
Иннополис
Магнитные мышцы для роботов держат вес в 1000 раз больше собственного
Новости
LG показала гибкий дисплей: он растягивается на 50%, складывается и скручивается
Новости
Уран оказался не таким, как считали ученые
Космос