Инженеры Калифорнийского технологического института разработали материалы, состоящие из множества
Структура матеріалу з ієрархічною решіткою вформі октаедра, де кожен елементарний осередок складається з трьох ромбів. Ромб утворений двома вузлуватими волокнами, забарвленими в різні кольори. Зображення: Widianto P. Moestopo et al., Science Advances
Структура полімерного матеріалу представляєсобою мережі з нановолокон, пов'язаних у вузли. Радіус такої нитки складає всього 1,7 мкм (приблизно в 100 разів тонше за людське волосся), а товщина вузла — 70 мкм. Вузли не були зав'язані, а були виготовлені у зав'язаному стані з використанням передової тривимірної літографії високої роздільної здатності, здатної створювати структури в наномасштабі.
Вузлові матеріали, створені з полімерів,мають міцність на розтяг, яка набагато перевершує класичні матеріали. Дослідження зразків показало, що порівняно з класичними аналогами матеріали з вузлами поглинають на 92% більше енергії та вимагають вдвічі більше зусиль, щоб зламатися під час натягу.
Тестування міцності при розтягуванні ниток, пов'язаних вузлом (ліворуч) та переплетених (праворуч). Зображення: Caltech
У своєму дослідженні інженери представилитехнологію друку матеріалів із кількох простих видів вузлів. Наприклад, вузол з додатковим поворотом забезпечує тертя поглинання додаткової енергії при розтягуванні матеріалу. У майбутньому вчені планують досліджувати матеріали, що складаються з складніших вузлів.
Можливість подолати компроміс міждеформованістю матеріалу та в'язкістю при розтягуванні пропонує нові способи розробки пристроїв, які є надзвичайно гнучкими, довговічними та можуть працювати в екстремальних умовах.
Відіанто П. Моестопо, співавтор дослідження
Читати далі:
Скарб із 1 000 монетами випадково знайшли на фермі: що на них можна було купити
Названий вітамін, який захищає мозок від недоумства
З'ясувалося, які чоловіки найбільш плідні: їхня сперма на 50% краща, ніж у інших