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

T-клетки указали на болезнь Паркинсона до появления симптомов T-клетки указали на болезнь Паркинсона до появления симптомов

T-клетки могут стать маркером развития болезни Паркинсона до появления симптомов

N+1
Кто на самом деле управляет твоей жизнью? 5 вопросов, которые помогут это понять Кто на самом деле управляет твоей жизнью? 5 вопросов, которые помогут это понять

Ты действительно живешь в соответствии со своими ценностями и желаниями?

Cosmopolitan
Секреты короля: 6 загадок жизни и смерти Майкла Джексона Секреты короля: 6 загадок жизни и смерти Майкла Джексона

Помимо огромной популярности Майкл Джексон оставил нам множество загадок

Cosmopolitan
Русью пахнет Русью пахнет

Усадебные пейзажи художника Сергея Виноградова послужили прообразом для дома

AD
Девушка, оправдавшая надежды Девушка, оправдавшая надежды

За ангельской внешностью Кэри Маллиган скрывается неожиданная решительность

Glamour
Коренной зуд Коренной зуд

Актриса Дакота Джонсон решила пустить корни в модернистском особняке XX века

AD
Карантинное чтение: как получить искусственное золото Карантинное чтение: как получить искусственное золото

Рассказ российского писателя Евгения Гаркушева «Две минуты реального времени»

Популярная механика
Америка, Европа и Азия: как объехать весь мир, не выходя из дома Америка, Европа и Азия: как объехать весь мир, не выходя из дома

Как посмотреть на основные достопримечательности мира не выходя из дома

Популярная механика
Распаковка Y-хромосомы приблизила старость самцов дрозофилы Распаковка Y-хромосомы приблизила старость самцов дрозофилы

Почему самцы живут меньше самок?

N+1
Найден потопленный в 1941 году теплоход Найден потопленный в 1941 году теплоход

Гибель госпитального судна стала одной из крупнейших морских катастроф в истории

Популярная механика
Toyota Land Cruiser 300: все факты о будущей новинке Toyota Land Cruiser 300: все факты о будущей новинке

Каким будет следующее поколение легендарного внедорожника Toyota Land Cruiser?

РБК
Самые большие сюжетные дыры популярных кинофильмов (30+ примеров) Самые большие сюжетные дыры популярных кинофильмов (30+ примеров)

Сюжетная дыра — не всегда признак халтуры

Maxim
Почему Tyler, The Creator – лучшее, что случалось со стилем преппи Почему Tyler, The Creator – лучшее, что случалось со стилем преппи

Tyler, The Creator – Рианна в мире мужской моды

GQ
Письма из холлерной Москвы 1830-го: эпидемия глазами очевидца Письма из холлерной Москвы 1830-го: эпидемия глазами очевидца

Переписка братьев, которую они вели в «холерные месяцы» 1830-го года

Maxim
Вдали от суеты Вдали от суеты

Деревянный дом с лаконичным интерьером в стиле contemporary

SALON-Interior
7 симптомов предиабетного состояния, которые нельзя игнорировать (это не шутки) 7 симптомов предиабетного состояния, которые нельзя игнорировать (это не шутки)

Не отмахивайся от этих тревожных звоночков

Playboy
Простая забывчивость или Альцгеймер: ключевые признаки заболевания Простая забывчивость или Альцгеймер: ключевые признаки заболевания

Где граница между обычной забывчивостью и симптомами болезни Альцгеймера

Популярная механика
Элитная брага: война с крахмалом и сладкие отходы Элитная брага: война с крахмалом и сладкие отходы

Из чего же гонят в наши дни некоторые популярные в мире типы крепких напитков

Популярная механика
Мнение: зачем заниматься социальным бизнесом в России и как чувствуют себя женщины-предприниматели Мнение: зачем заниматься социальным бизнесом в России и как чувствуют себя женщины-предприниматели

Чем социальное предпринимательство отличается от благотворительности?

Esquire
Зеленый гигант из Китая Зеленый гигант из Китая

WeChat охватывает весь мир пользователя и делает его жизнь прозрачной

Эксперт
Когда изоляция – это способ колонизировать планеты Когда изоляция – это способ колонизировать планеты

Человечество смотрит всё дальше в космическое пространство

Популярная механика
Оно вам надо? Самые бесполезные органы человеческого тела Оно вам надо? Самые бесполезные органы человеческого тела

Когда-то нынешние рудименты человеческого организма помогали нашим предкам

Популярная механика
«Думаем, как заработать, а потом — о вирусе». Что будет с такси «Думаем, как заработать, а потом — о вирусе». Что будет с такси

Электронные пропуска и новые запреты — как работают правила для такси

РБК
Тайна форсажного пламени Тайна форсажного пламени

Что такое форсаж?

Популярная механика
Как японский бренд Eyevan создает очки из старинных столовых приборов и титана Как японский бренд Eyevan создает очки из старинных столовых приборов и титана

Среди производителей оптики этот японский бренд стал легендой

GQ
Вино и голуби Вино и голуби

Отец и сын Пумпянские занялись возрождением виноделия в Лангедоке

Forbes
Как же все-таки эффективно работать дома Как же все-таки эффективно работать дома

Как подойти к организации домашнего офиса с позиции настоящего профессионала

GQ
Цивилизация Цивилизация

Они одними из первых освоили инженерию, завели армию, монархию и дипломатию

Вокруг света
«Тотальная катастрофа»: в каких отраслях еще осталась работа и можно получить прибавку к зарплате «Тотальная катастрофа»: в каких отраслях еще осталась работа и можно получить прибавку к зарплате

Компании продолжают активный рекрутинг лишь в нескольких сферах

Forbes
Как привести гардероб в порядок Как привести гардероб в порядок

Самое время сделать то, до чего раньше не доходили руки

GQ
Открыть в приложении