Mokslininkai sukūrė naują medžiagą, kuri yra tokia pat lanksti kaip elastinga, bet tvirta kaip plienas


Visos Naujienos

JAV mokslininkai sukūrė naują aukštųjų technologijų pluoštą, kuris sujungia gumos elastingumą su metalo stiprumu.

Tvirtesnė nesulaužoma medžiaga imituoja žmogaus odą, bet taip pat praleidžia elektrą ir po gydymo išgydo save - svarbius tempiamos elektronikos ir minkštos robotikos veiksnius.


Jis taip pat gali būti naudojamas pakavimo medžiagoms ar naujos kartos tekstilės gaminiams.



'Geras būdas paaiškinti medžiagą yra galvoti apie gumines juostas ir metalines vielas', - sakė profesorius Michaelas Dickey Šiaurės Karolinos valstybiniame universitete .


TIKRINKITE: Chirurgai sėkmingai implantuoja pirmąjį pasaulyje 3D atspausdintą šonkaulį - ir jie planuoja ateityje padaryti dar daugiau

„Guminė juosta gali išsitempti labai toli, tačiau ją ištempti nereikia daug jėgų. Metalinei vielai ją ištiesti reikia daug jėgų, tačiau ji negali daug apkrauti - ji nutrūksta, kol jūs negalite ją ištempti labai toli. Mūsų pluoštai turi geriausius iš abiejų pasaulių “.

„Natūralios gamtoje randamos medžiagos palaiko daugelio biologinių audinių struktūrinį vientisumą prieš išorines apkrovas. Pavyzdžiui, kolagenas grūdina odą sujungtų pluoštų tinkle, kuris greitai ir efektyviai išsklaido energiją ir apsaugo nuo pjūvių plitimo. Žmogaus raumenis stiprina titino biomolekulė, kuri atsiskleidžia atvirkščiai, kad sugertų tempimo apkrovas.

„Tokio tipo audiniai turi būti ne tik ištempiami, kad būtų pritaikytos tempimo deformacijos, bet ir sunkūs, kad būtų išvengta mechaninių gedimų.


„Gebėjimas imituoti šias savybes yra svarbus tiek praktinėms funkcijoms (pvz., Pakuotėms ir apsauginėms priemonėms), tiek naujoms programoms, kurioms pailgėja (pavyzdžiui, ištempiama elektronika, minkšta robotika ir elektroninė oda).“

ŽIŪRĖKITE: Išmanieji antraštės akiniai leidžia kurtiems klausytojams tiesiogiai žiūrėti tiesioginius teatro atlikėjus

Naujasis pluoštas turi galio metalo šerdį, apjuostą elastingo polimero apvalkalu, kuris yra daug kietesnis nei metalinė viela arba polimero apvalkalas.

Patekęs į įtempimą, pluoštas turi metalinės šerdies tvirtumą, tačiau, metalui nutrūkus, pluoštas nesugenda, nes polimero apvalkalas sugeria įtampą tarp metalo įtrūkimų ir perduoda įtampą atgal į metalo šerdį.


Ši reakcija yra panaši į tai, kaip žmogaus audinys laikosi sulaužytų kaulų.

'Kiekvieną kartą, kai metalinė šerdis lūžta, ji išsklaido energiją, leisdama pluoštui ir toliau absorbuoti energiją, kai pailgėja', - sako Dickey. „Užuot ištemptas dviem, kai ištemptas, prieš sugedimą jis gali ištempti septynis kartus didesnį už pradinį ilgį, tuo pačiu sukeldamas daugybę papildomų vielos lūžių.

DAUGIAU: „Tai ne visai skruzdėliškas kostiumas“, tačiau mokslininkai atranda, kaip sutraukti objektus iki 1000-ojo jų pradinio dydžio

„Pagalvojus apie tai kitaip, pluoštas neprisisegs ir nenumetės didelio svorio. Vietoj to, pakartotinai išlaisvindamas energiją per vidines pertraukas, pluoštas lėtai ir tolygiai mažina svorį “.


Galio šerdis taip pat yra laidi, nors nutrūkusi vidinė šerdis praranda laidumą, tačiau pluoštus taip pat galima naudoti pakartotinai sulydant metalines šerdis.

Tyrimo atitinkamas autorius sakė: „Labai domimasi inžinerinėmis medžiagomis, imituojančiomis odos kietumą - ir mes sukūrėme pluoštą, kuris viršijo odos tvirtumą, tačiau vis dar yra elastingas kaip oda.

SUSIJĘS: Mokslininkai sukuria itin ploną „lapą“, kuris galėtų pakrauti mūsų telefonus, surenkant „WiFi“ iš oro

„Mes naudojome galliumą šiam koncepcinio darbo įrodymui, tačiau pluoštai gali būti sureguliuoti, siekiant pakeisti jų mechanines savybes arba išlaikyti funkcionalumą aukštesnėje temperatūroje, naudojant skirtingas medžiagas šerdyje ir apvalkale.


„Tai tik koncepcijos įrodymas, tačiau jis turi daug galimybių. Mums įdomu sužinoti, kaip šie pluoštai galėtų būti naudojami minkštoje robotikoje arba kai audžiami į tekstilę įvairiems tikslams “.

Tyrimas buvo paskelbtas žurnale Mokslo pažanga .

(ŽIŪRĖKITEmokomasis vaizdo įrašas žemiau)

Būkite tikri ir pasidalinkite naujienomis su draugais socialiniuose tinkluose ...