Vědci vyvinuli nový materiál, který je stejně pružný jako pružný, ale tvrdý jako ocel

Všechny Novinky
Domů Všechny novinky Vědci vyvinuli nový materiál, který je stejně pružný jako elastický, ale ...
  • Všechny novinky
  • Věda

Vědci vyvinuli nový materiál, který je stejně pružný jako pružný, ale tvrdý jako ocel

Dobrá zpravodajská síť - 27. února 2019

Američtí vědci vyvinuli nové high-tech vlákno, které kombinuje elasticitu gumy s pevností kovu.

Tvrdší nerozbitný materiál napodobuje lidskou kůži, ale po použití také vede elektřinu a sám se uzdravuje, což jsou důležité faktory pro natahovatelnou elektroniku a měkkou robotiku.

uptown funk tanec

Může být také použit pro obalové materiály nebo textilie příští generace.

'Dobrým způsobem, jak vysvětlit tento materiál, je vymyslet gumové pásky a kovové dráty,' řekl profesor Michael Dickey na Státní univerzitě v Severní Karolíně.

PŘEKONTROLOVAT: Lékaři úspěšně implantují první žebrované 3D žebro na světě - a plánují v budoucnu dělat ještě více

„Gumička se může natáhnout velmi daleko, ale její natažení nepotřebuje moc síly. Kovový drát potřebuje k natažení hodně síly, ale nemůže to nijak zatěžovat - zlomí se, než ho můžete natáhnout velmi daleko. Naše vlákna mají to nejlepší z obou světů. “

„Tvrdé materiály, které se vyskytují v přírodě, zachovávají strukturální integritu mnoha biologických tkání proti vnějšímu zatížení. Kolagen například zpevňuje pokožku v síti obsahující svazek vláken, která rychle a účinně rozptylují energii a zabraňují šíření řezů. Lidský sval je posílen biomolekulárním titinem, který se reverzibilně rozkládá, aby absorboval tahové zatížení.

„Tyto typy tkání musí být nejen roztažitelné, aby se přizpůsobily deformaci v tahu, ale měly by být také těžké, aby se zabránilo mechanickému selhání.

„Schopnost napodobovat tyto vlastnosti je důležitá jak pro praktické funkce (např. Pro balení a ochranná zařízení), tak pro nově vznikající aplikace, které prodlužují (například natahovatelná elektronika, měkká robotika a elektronická kůže).“

HODINKY: Brýle s inteligentními titulky umožňují neslyšícím divákům přímo sledovat živé divadelní představení

Nové vlákno má kovové jádro gallia obklopené elastickým polymerním pláštěm, které je mnohem tvrdší než kovový drát nebo samotné polymerové pouzdro.

Když je vlákno vystaveno namáhání, má pevnost kovového jádra - ale když se kov rozbije, vlákno nezklame, protože polymerové pouzdro absorbuje napětí mezi zlomy v kovu a přenáší napětí zpět do kovového jádra.

Tato reakce je podobná způsobu, jakým lidská tkáň drží pohromadě zlomené kosti.

'Pokaždé, když se kovové jádro rozbije, rozptyluje energii, což umožňuje vláknu pokračovat v absorpci energie, když se prodlužuje,' říká Dickey. „Namísto zacvaknutí ve dvou, když je natažený, může před roztržením protáhnout až sedmkrát svou původní délku, zatímco způsobuje mnoho dalších přerušení drátu podél cesty.

VÍCE: 'Není to docela oblek Ant-Man', ale vědci objevují, jak zmenšit objekty na 1000. jejich původní velikost

'Abych o tom přemýšlel jiným způsobem, vlákno nezaklapne a nesní váhu.' Místo toho, opakovaným uvolňováním energie prostřednictvím vnitřních zlomů, vlákno snižuje hmotnost pomalu a stabilně. “

Jádro gallia je také vodivé, i když ztrácí svou vodivost, když se vnitřní jádro rozbije - ale vlákna lze také znovu použít roztavením kovových jader zpět k sobě.

silný pružný kov

Odpovídající autor studie uvedl: „Existuje velký zájem o technické materiály, které napodobují houževnatost kůže - a vyvinuli jsme vlákno, které překonalo houževnatost pokožky, ale je stále elastické jako kůže.

PŘÍBUZNÝ: Vědci vytvářejí super tenký „list“, který by mohl nabíjet naše telefony sklizní Wifi ze vzduchu

„Pro tento důkaz koncepční práce jsme použili gallium, ale vlákna by mohla být vyladěna, aby změnila jejich mechanické vlastnosti nebo si zachovala funkčnost při vyšších teplotách, použitím různých materiálů v jádru a skořepině.

„Je to pouze důkaz konceptu, ale má to velký potenciál. Zajímá nás, jak by tato vlákna mohla být použita v měkké robotice nebo při tkaní do textilií pro různé aplikace. “

Studie byla publikována v časopise Vědecké pokroky.

(HODINKY vzdělávací video níže)

Buďte si jistí a sdílejte novinky se svými přáteli na sociálních médiích…

Coffee Cup

Chcete ranní trhnutí dobrých zpráv?


  • TAGY
  • Inovace
  • Technologie
  • Výzkum
  • Design
  • Robotika
Dobrá zpravodajská síť