Ingenieurs van het California Institute of Technology hebben materialen ontwikkeld die uit vele materialen bestaan
De structuur van het materiaal met een hiërarchisch rooster erinde vorm van een octaëder, waarbij elke elementaire cel uit drie ruiten bestaat. De ruit wordt gevormd door twee knoestige vezels, gekleurd in verschillende kleuren. Afbeelding: Widianto P. Moestopo et al., Science Advances
De structuur van het polymeermateriaal iseen netwerk van nanovezels die tot knopen zijn verbonden. De straal van zo'n draad is slechts 1,7 micron (ongeveer 100 keer dunner dan een mensenhaar) en de dikte van de knoop is 70 micron. De knopen waren niet gebonden, maar werden gefabriceerd in een geknoopte toestand met behulp van geavanceerde 3D-lithografie met hoge resolutie die in staat is structuren op nanoschaal te creëren.
Knoopmaterialen gemaakt van polymeren,hebben een treksterkte die veel beter is dan die van klassieke materialen. Een studie van de monsters toonde aan dat, in vergelijking met hun klassieke tegenhangers, materialen met knopen 92% meer energie absorberen en twee keer zoveel kracht nodig hebben om onder spanning te breken.
Treksterkte testen van geknoopte (links) en verweven (rechts) draden. Afbeelding: Caltech
In hun studie presenteerden de ingenieurstechnologie voor het printen van materialen vanaf verschillende eenvoudige soorten knooppunten. Zo zorgt een extra draaiknoop voor wrijving om extra energie op te vangen wanneer het materiaal wordt uitgerekt. In de toekomst zijn wetenschappers van plan materialen te onderzoeken die uit complexere knopen bestaan.
Het vermogen om het compromis tussen te overwinnenmateriaalvervormbaarheid en treksterkte biedt nieuwe manieren om apparaten te ontwerpen die extreem flexibel en duurzaam zijn en onder extreme omstandigheden kunnen werken.
Vidianto P. Moestopo, studie co-auteur
Lees verder:
Op een boerderij is per ongeluk een schat met 1.000 munten gevonden: wat konden ze kopen
Een vitamine genoemd die de hersenen beschermt tegen dementie
Het bleek welke mannen het meest vruchtbaar zijn: hun sperma is 50% beter dan de rest