カリフォルニア工科大学のエンジニアは、多くの成分からなる材料を開発しました。
階層的な格子を持つ材料の構造各基本セルが 3 つのひし形で構成される八面体の形状。ひし形は、異なる色に着色された 2 つの結び目のある繊維によって形成されます。画像: Widianto P. Moestopo ら、Science Advances
高分子材料の構造は、ノットにリンクされたナノファイバーのネットワーク。このような糸の半径はわずか 1.7 ミクロン (人間の髪の毛の約 100 分の 1 の細さ) で、結び目の太さは 70 ミクロンです。結び目は結ばれていませんでしたが、ナノスケールで構造を作成できる高度な高解像度3Dリソグラフィーを使用して、結び目のある状態で製造されました。
ポリマーから作成されたノード材料、従来の素材よりもはるかに優れた引張強度を備えています。サンプルの研究によると、従来の対応物と比較して、結び目のある素材は 92% 多くのエネルギーを吸収し、張力がかかった状態で壊れるのに 2 倍の力が必要であることが示されました。
結び目 (左) と織り糸 (右) の引張強度試験。画像：カリフォルニア工科大学
彼らの研究では、エンジニアはいくつかの単純なタイプのノードからマテリアルを印刷するためのテクノロジー。たとえば、追加のツイスト ノットは摩擦を提供し、素材が伸びたときに余分なエネルギーを吸収します。将来的には、科学者はより複雑な結び目で構成される材料を探索する予定です。
間の妥協を克服する能力材料の変形性と引張靭性により、非常に柔軟で耐久性があり、極端な条件下で動作できるデバイスを設計する新しい方法が提供されます。
Vidianto P. Moestopo、研究共著者
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