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

25 вещей, которые на самом деле ненавидят женщины 25 вещей, которые на самом деле ненавидят женщины

Эта статья поможет тебе прожить чуть более счастливую и долгую жизнь

Maxim
Выжать максимум пользы: 7 применений лимона для красоты и здоровья Выжать максимум пользы: 7 применений лимона для красоты и здоровья

Мы знаем, как лимон поможет тебе стать красивее и здоровее

Cosmopolitan
Выдающаяся фантастика о взлетах, падениях и развитии цивилизации Выдающаяся фантастика о взлетах, падениях и развитии цивилизации

Подборка самых интересных романов о взлетах и падениях цивилизаций будущего

Популярная механика
Почему пора прекратить пользоваться очищающими салфетками: 6 главных причин Почему пора прекратить пользоваться очищающими салфетками: 6 главных причин

Почему нам пора забыть о салфетках и никогда не лениться ухаживать за собой

Cosmopolitan
«Такого никогда не было»: что означает отрицательная цена на американскую нефть «Такого никогда не было»: что означает отрицательная цена на американскую нефть

Впервые в истории цены на нефть марки WTI стали отрицательными

Forbes
Совмещение активности нейронов и нейромедиаторов помогло уточнить эффект псилоцибина Совмещение активности нейронов и нейромедиаторов помогло уточнить эффект псилоцибина

Рассматривать активность мозга в отрыве от системы нейромедиаторов нельзя

N+1
Психотерапия онлайн — лучше офлайновой: 5 секретов, которые помогут выжать из видеокола максимум Психотерапия онлайн — лучше офлайновой: 5 секретов, которые помогут выжать из видеокола максимум

Такой вид терапии может быть непривычным, но стоит попробовать

Playboy
Гиперзвуковой орлан: новое оружие американцев Гиперзвуковой орлан: новое оружие американцев

Полноценное гиперзвуковое оружие с большой долей вероятности появится у США

Naked Science
«Дeлай что должен» «Дeлай что должен»

Софья Каштанова об эволюции ее героини, сегодняшних реалиях и абсолютном счастье

OK!
Анонимность, тематичность и продажи: как поменяются соцсети в ближайшие годы Анонимность, тематичность и продажи: как поменяются соцсети в ближайшие годы

Что ждет социальные сети в ближайшее время

Naked Science
Милый друг: 17 лучших пород собак для жизни в городе Милый друг: 17 лучших пород собак для жизни в городе

Мы подобрали лучшие породы собак

Cosmopolitan
Эксперимент. Один день на карантине без гаджетов и интернета Эксперимент. Один день на карантине без гаджетов и интернета

Каково это — на целый день остаться без гаджетов, но со своими близкими

СНОБ
Строганина по-немецки Строганина по-немецки

В Германии любят тартар из сырого мяса

Вокруг света
Как отключить обновление Windows 10: самые действенные способы Как отключить обновление Windows 10: самые действенные способы

Надоели долгие обновления, возникающие в самый неподходящий момент?

CHIP
10 научных объяснений странностей нашего поведения 10 научных объяснений странностей нашего поведения

Всем неадекватным поступкам, как ни странно, есть научное объяснение

Популярная механика
Цифровая диктатура: как компании превращают дистанционную работу в ад Цифровая диктатура: как компании превращают дистанционную работу в ад

Пандемия сделала необходимым перевод многих компаний на дистанционную работу

Forbes
Четыре юных кавалера: истории любви Ирины Аллегровой Четыре юных кавалера: истории любви Ирины Аллегровой

Её называют императрицей российской эстрады не только из-за любимой песни

Cosmopolitan
На защите иммунитета На защите иммунитета

Как правильно кормить микробиоту, чтобы повысить иммунитет

Худеем правильно
Голос Америки: чем армия США будет сражаться в скором будущем Голос Америки: чем армия США будет сражаться в скором будущем

Лазеры, всевозможные электромагнитные пушки и другое новейшее оружие

Популярная механика
Чего боялись Альфред Хичкок, Стивен Кинг и другие «короли ужасов» Чего боялись Альфред Хичкок, Стивен Кинг и другие «короли ужасов»

Даже у гениальных умельцев создавать ужас были свои фобии

GQ
Отрывок из книги «Нормальные люди» Салли Руни, которая станет знаковой для миллениалов Отрывок из книги «Нормальные люди» Салли Руни, которая станет знаковой для миллениалов

Фрагмент роман «Нормальные люди» ирландки Салли Руни

Esquire
Исследователи смогли обмануть разные сканеры отпечатков пальцев в 80 процентах случаев Исследователи смогли обмануть разные сканеры отпечатков пальцев в 80 процентах случаев

Копии отпечатков пальцев работают со сканерами в смартфонах в 80% случаев

N+1
Как сохранить в доме порядок, если вы больше не доверяете горничным Как сохранить в доме порядок, если вы больше не доверяете горничным

Как быстро привести дом в порядок?

GQ
Фантастическая десятка: 10 фильмов, которые стоит посмотреть в 2020-м Фантастическая десятка: 10 фильмов, которые стоит посмотреть в 2020-м

Интересная фантастика прошлых лет

Популярная механика
Гордо реет Гордо реет

В интерьере этого дома задействованы реечные панели, имитирующие фактуру фасада

AD
Таламус поучаствовал в принятии вероятностных решений Таламус поучаствовал в принятии вероятностных решений

Ученые выяснили, как определяется принятие вероятностных решений

N+1
Далекие галактические кластеры опровергли теорию “кекса с изюмом” Далекие галактические кластеры опровергли теорию “кекса с изюмом”

Скорость расширения Вселенной разнится от места к месту

Популярная механика
Один на всех Один на всех

Максим Семеляк обнаруживает сбывшиеся пророчества в фильме «Брат 2»

Esquire
Ким Чен Ын и его автомобили. На чем ездят в Северной Корее Ким Чен Ын и его автомобили. На чем ездят в Северной Корее

Примечательные факты о машинах Ким Чен Ына и простых граждан Северной Кореи

РБК
Катафалк с пушкой: история необычной советской самоходки КСП-76 Катафалк с пушкой: история необычной советской самоходки КСП-76

Полное имя: Колесная Самоходная Пушка калибра 76 мм.

Maxim
Открыть в приложении