Ingenjörer vid California Institute of Technology har utvecklat material som består av många
Materialets struktur med ett hierarkiskt galler iformen av en oktaeder, där varje elementär cell består av tre romber. Romben bildas av två knotiga fibrer, färgade i olika färger. Bild: Widianto P. Moestopo et al., Science Advances
Strukturen hos polymermaterialet ärett nätverk av nanofibrer kopplade till knutar. Radien för en sådan tråd är bara 1,7 mikron (cirka 100 gånger tunnare än ett människohår), och tjockleken på knuten är 70 mikron. Knutarna knöts inte, utan tillverkades i ett knutet tillstånd med hjälp av avancerad högupplöst 3D-litografi som kan skapa strukturer i nanoskala.
Nodalmaterial skapade av polymerer,har en draghållfasthet som är vida överlägsen klassiska material. En studie av proverna visade att, jämfört med sina klassiska motsvarigheter, absorberar material med knutar 92 % mer energi och kräver dubbelt så mycket kraft för att bryta under spänning.
Draghållfasthetsprovning av knutna (vänster) och sammanflätade (höger) trådar. Bild: Caltech
I sin studie presenterade ingenjörernateknik för att skriva ut material från flera enkla typer av noder. Till exempel ger en extra vridknut friktion för att absorbera extra energi när materialet sträcks. I framtiden planerar forskare att utforska material som består av mer komplexa knutar.
Förmågan att övervinna kompromissen mellanmaterialdeformerbarhet och dragseghet erbjuder nya sätt att designa enheter som är extremt flexibla, hållbara och kan fungera under extrema förhållanden.
Vidianto P. Moestopo, studiemedförfattare
Läs mer:
En skatt med 1 000 mynt hittades av misstag på en gård: vad kunde de köpa
Döpt till ett vitamin som skyddar hjärnan från demens
Det visade sig vilka män som är mest fertila: deras spermier är 50 % bättre än resten