Inżynierowie z California Institute of Technology opracowali materiały składające się z wielu materiałów
Struktura materiału z hierarchiczną siatką wkształt ośmiościanu, w którym każda komórka elementarna składa się z trzech rombów. Romb składa się z dwóch sękatych włókien, zabarwionych na różne kolory. Zdjęcie: Widianto P. Moestopo i in., Science Advances
Struktura materiału polimerowego jestsieć nanowłókien połączonych w węzły. Promień takiej nici to zaledwie 1,7 mikrona (około 100 razy cieńszy niż ludzki włos), a grubość węzła to 70 mikronów. Węzły nie były zawiązane, ale zostały wykonane w stanie zawiązanym przy użyciu zaawansowanej litografii 3D o wysokiej rozdzielczości, zdolnej do tworzenia struktur w nanoskali.
Materiały węzłowe utworzone z polimerów,mają wytrzymałość na rozciąganie znacznie przewyższającą klasyczne materiały. Badanie próbek wykazało, że w porównaniu z ich klasycznymi odpowiednikami materiały z sękami pochłaniają o 92% więcej energii i wymagają dwukrotnie większej siły do zerwania pod wpływem naprężenia.
Badanie wytrzymałości na rozciąganie nitek wiązanych (po lewej) i przeplatanych (po prawej). Obraz: Caltech
W swoim opracowaniu przedstawili inżynierowietechnologia drukowania materiałów z kilku prostych typów węzłów. Na przykład dodatkowy węzeł skrętu zapewnia tarcie w celu pochłaniania dodatkowej energii podczas rozciągania materiału. W przyszłości naukowcy planują zbadać materiały składające się z bardziej złożonych węzłów.
Zdolność do przezwyciężenia kompromisu międzyodkształcalność materiału i wytrzymałość na rozciąganie oferuje nowe sposoby projektowania urządzeń, które są niezwykle elastyczne, trwałe i mogą działać w ekstremalnych warunkach.
Vidianto P. Moestopo, współautor badania
Czytaj więcej:
Skarb z 1000 monet został przypadkowo znaleziony na farmie: co mogli kupić
Nazwany witaminą, która chroni mózg przed demencją
Okazało się, którzy mężczyźni są najbardziej płodni: ich nasienie jest o 50% lepsze niż reszta