При сильных нагрузках материал способен увеличить свою упругость почти в 2 раза

N+1Наука

Пьезоэлектрик упрочнился при механической нагрузке

Артем Моськин

Фотография конфокального лазерного микроскопа: толщина минерального слоя в десять раз меньше диаметра волокна. Sung Hoon Kang et al. / Advanced Materials, 2020

Химики разработали новую систему полимерного пьезоэлектрика в жидкости, схожей по ионному составу с плазмой человеческой крови. Система может адаптироваться под условия механической нагрузки подобно тому, как делают кости, при этом она увеличивает свой модуль упругости в 1,8 раз в конкретном месте нагрузки. Работа опубликована в журнале Advanced Materials.

Традиционно ученые при выборе материала для механического применения из базы данных свойств материалов исходят из ожидаемых условий нагрузки и проектных ограничений и потребностей. Такой способ не годится для неожиданных условий нагрузки, из-за чего инженеры увеличивают запас прочности, что увеличивает стоимость и вес конструкции, тем самым понижая механическую эффективность. Одним из решений такой проблемы могут стать материалы с адаптивными свойствами, которые изменяют свои свойства в зависимости от условий нагрузки. Например, химики изучили полибутадиен функционализированный дибромциклопропаном, который изменяет степень сшивки в зависимости от механической нагрузки. Но синтетические самоупрочняющиеся материалы имеют ограниченную способность к нагрузке, сложность производства, высокую стоимость и необходимость дополнительной энергии для изменения свойств.

Однако в природе есть примеры материалов, как кость, древесина, рыбья чешуя и коралл, которые могут изменять свои механические свойства за счет использования окружающих ресурсов. Например, кости с помощью клеточных сигналов контролируют уровень наращивания минералов на конкретные участки. В этом процессе органическая матрица служит основной для кристаллизации минерала из плазмы крови, который в свою увеличивает прочность кости. Ученые уже давно обсуждают процесс упрочнения костей, они пришли к выводу о наличии пьезоэлектрического эффекта в кости при наращивании минералов на ее поверхности. Но до сих пор еще никто не получил синтетическую систему на основе материалов кости, которая способна самостоятельно упрочняться в зависимости от механической нагрузки.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Люди на пределе Люди на пределе

Возможности нашего собственного, среднестатистического тела

Вокруг света
Тайна форсажного пламени Тайна форсажного пламени

Что такое форсаж?

Популярная механика
Претендент на покупку «Ведомостей» пригрозил отказом от сделки Претендент на покупку «Ведомостей» пригрозил отказом от сделки

Алексей Голубович предупредил о возможном отказе от покупки «Ведомостей»

Forbes
Как поддерживать здоровье и контролировать вес на карантине Как поддерживать здоровье и контролировать вес на карантине

Что делать, чтобы поддерживать хорошее самочувствие

РБК
Терагерцовый лазер помог снять спектр тримера воды в области низких частот Терагерцовый лазер помог снять спектр тримера воды в области низких частот

Ученые зарегистрировали спектр тримера воды в низкочастотном диапазоне

N+1
Всадники банковского апокалипсиса: какой будет отрасль после окончания кризиса Всадники банковского апокалипсиса: какой будет отрасль после окончания кризиса

Кризис не внесет новых тенденций в банковские технологии, но подтолкнет развитие

Forbes
Дудь и актеры вместо политиков: кому теперь доверяют россияне Дудь и актеры вместо политиков: кому теперь доверяют россияне

Юрий Дудь вошел в десятку публичных деятелей, которым россияне доверяют

Forbes
Жертвы обвала: шесть российских бизнесменов, которые покинули рейтинг Forbes в 2020 году Жертвы обвала: шесть российских бизнесменов, которые покинули рейтинг Forbes в 2020 году

Обвал на финансовых рынках отразился на участниках списка Forbes

Forbes
Мари Кондо покажет, как правильно обустроить домашний офис (и разобраться с рабочей перепиской) Мари Кондо покажет, как правильно обустроить домашний офис (и разобраться с рабочей перепиской)

Гуру по наведению порядка дома выпустила новую книгу

GQ
В почете у короны: какое кино обожают члены королевской семьи В почете у короны: какое кино обожают члены королевской семьи

Что «включают» Елизавета II и ее семья в свободное время

Cosmopolitan
Золото Калифорнии Золото Калифорнии

Креативный директор марки Agolde Эрин Миэн знает толк в винтаже

Vogue
Пока сидим дома: 10 длинных (и великих) сериалов, на которые стоит потратить время Пока сидим дома: 10 длинных (и великих) сериалов, на которые стоит потратить время

Только современная классика — смотрим, пересматриваем, вдохновляемся и смеемся

Esquire
Smart ЗОЖ: Мой путь к здоровью Smart ЗОЖ: Мой путь к здоровью

Алёна Мурлаева рассказывает свою историю болезни и создания системы питания

Домашний Очаг
Элементарно, Ватсон! Элементарно, Ватсон!

У нас лучшие Шерлок Холмс и доктор Ватсон

Лиза
Обстоятельства женского образа действия Обстоятельства женского образа действия

Алиса Таежная о новой «Эмме» и старых проблемах эмансипации

Weekend
Лика Мизинова. Гнездо для чайки Лика Мизинова. Гнездо для чайки

В своих рассказах Чехов много раз использовал реалии судьбы Лики Мизиновой

Караван историй
Дикий вирус пробудил иммунитет к кори лучше ослабленного Дикий вирус пробудил иммунитет к кори лучше ослабленного

Благодаря вакцинации иммунитет к кори сохраняется в течении всей жизни

N+1
Страна троечников. Как избавиться от вечной нехватки денег и обрести финансовую свободу Страна троечников. Как избавиться от вечной нехватки денег и обрести финансовую свободу

Отрывок из книги «Деньги делают деньги» с реальными примерами и рекомендациями

Forbes
С винтовкой и алебардой: насколько грозна швейцарская армия С винтовкой и алебардой: насколько грозна швейцарская армия

Слова «Швейцария» и «нейтралитет» звучат почти как синонимы

Популярная механика
Самый крупный кратер Аррокота рассказал о его ударном прошлом Самый крупный кратер Аррокота рассказал о его ударном прошлом

Транснептуновые двойные системы прочнее, чем кажется на первый взгляд

N+1
Как ты там, Марио? Как ты там, Марио?

Плохое может вдруг обернуться хорошим и – наоборот

Лиза
«Надо иметь ясную голову и немножко железных яиц»: антикризисные советы психолога Михаила Лабковского «Надо иметь ясную голову и немножко железных яиц»: антикризисные советы психолога Михаила Лабковского

Разговор с одним из самых известных психологов в России

Forbes
Как парижские рестораны переживают кризис: 4 истории французских шефов Как парижские рестораны переживают кризис: 4 истории французских шефов

Как владельцы ресторанов во Франции справляются с кризисом

Esquire
Тревожная мать Тревожная мать

Увлечение материнскими форумами породили «синдром тревожной матери»

Здоровье

Российский фильм "Папа, сдохни" продолжает триумфальное шествие по западным СМИ

Esquire
«Когда-нибудь помогут и нам». Соцработники и волонтеры о работе в период эпидемии «Когда-нибудь помогут и нам». Соцработники и волонтеры о работе в период эпидемии

Социальные работники и волонтеры, которые помогают пережить карантин

СНОБ
Настало время придумывать наряды для симов Настало время придумывать наряды для симов

Гардеробу персонажей Sims 4 можно только позавидовать.

GQ
Сбежать из реальности и обрести мир: визуализация и управление эмоциями Сбежать из реальности и обрести мир: визуализация и управление эмоциями

Воображение отнесет нас, куда пожелаем и к кому захотим

Psychologies
Омолодились: ДиКаприо, Деймон и другие актеры, сыгравшие юных персонажей в кино Омолодились: ДиКаприо, Деймон и другие актеры, сыгравшие юных персонажей в кино

Тенденция приглашать 30-летних на роль подростков зародилась довольно давно

Cosmopolitan
«Снижение доходов и увольнения неизбежны»: с каким финансовым багажом россияне подошли к новому кризису «Снижение доходов и увольнения неизбежны»: с каким финансовым багажом россияне подошли к новому кризису

Последствиями режима самоизоляции станут увольнение и снижение доходов

Forbes
Открыть в приложении