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

Ученые создали квантовые точки, расстреляв графен потоком ионов Ученые создали квантовые точки, расстреляв графен потоком ионов

Графеновые островки (квантовые точки) сверхмалого размера

Популярная механика
Lada Gorbi — история самой сумасшедшей «Нивы» Lada Gorbi — история самой сумасшедшей «Нивы»

200 лошадей плюс четыре поворотных колеса

Maxim
Сериал «Фрейд» на Netflix: убийства, кокаин и гипноз Сериал «Фрейд» на Netflix: убийства, кокаин и гипноз

Почему мистический детектив «Фрейд» стоит посмотреть

GQ
Правила удаленки: как эффективно работать и отдыхать в самоизоляции Правила удаленки: как эффективно работать и отдыхать в самоизоляции

Как найти золотую середину между деловой активностью и личным временем

РБК
Пианист Риад Маммадов — о джазе, классике и образе рая Пианист Риад Маммадов — о джазе, классике и образе рая

Риад Маммадов рассуждает о скорости наших дней и классической музыке

РБК
14 киноляпов из голливудских блокбастеров 14 киноляпов из голливудских блокбастеров

Ляпы в известных голливудских фильмах

Maxim
Владимир Витковский. Человек без поводка Владимир Витковский. Человек без поводка

Художник и бывший моряк-подводник Владимир Витковский

Караван историй
Набег вкладчиков: что россияне сделали с деньгами, вынесенными с депозитов крупнейших банков в марте Набег вкладчиков: что россияне сделали с деньгами, вынесенными с депозитов крупнейших банков в марте

Из мартовского оттока в $5 млрд почти $4 млрд пришлось на пять крупных банков

Forbes
Солнце мое Солнце мое

Рассказываем, как защитить себя от UV-излучения

Добрые советы
Самые обедневшие российские миллиардеры: сколько за год потеряли Тимченко, Михельсон и другие участники списка Forbes Самые обедневшие российские миллиардеры: сколько за год потеряли Тимченко, Михельсон и другие участники списка Forbes

В сумме десять бизнесменов потеряли $35 млрд

Forbes
Как создать личный бренд: 5 шагов Как создать личный бренд: 5 шагов

Разбираемся, почему на пути к бизнесу важно ответить на вопрос «Кто ты?»

РБК
Госпиталь на карантине Госпиталь на карантине

Зачем сносить и заново строить инфекционные лечебницы

Forbes
Имитация науки Хьюнко Ли Имитация науки Хьюнко Ли

Корейскому художнику Хьюнко Ли отчаянно хочется быть хоть кем-нибудь, кроме себя

Популярная механика
Бокс как балет. Как основатели Brothers Boxing Club изменили наше представление о драках в перчатках и без Бокс как балет. Как основатели Brothers Boxing Club изменили наше представление о драках в перчатках и без

Основатели Brothers Boxing Club рассказали, как и за что им приходилось бороться

Forbes
Действует сестра Действует сестра

Почему Эль Фэннинг не считает свою сестру соперницей и кому она хочет подражать

Grazia
Не ждали! 8 актрис, которые неожиданно пошли по стопам знаменитой мамы Не ждали! 8 актрис, которые неожиданно пошли по стопам знаменитой мамы

Знаменитые и талантливые дочери, которые продолжили актёрскую династию

Cosmopolitan
Домашний офис Домашний офис

Плодотворно трудиться на удаленке способен не каждый

Лиза
Лисичка-сестричка Лисичка-сестричка

Добровинский с волшебной сказкой про природу — жадную, наивную и полную чудес

Tatler
Лучше — не дома: что делать, если вы столкнулись с домашним насилием на карантине Лучше — не дома: что делать, если вы столкнулись с домашним насилием на карантине

Что делать, если вы обнаружили в своем партнере абьюзера?

Esquire
Максимум возможностей, минимум ресурсов: как чему-то научиться на карантине Максимум возможностей, минимум ресурсов: как чему-то научиться на карантине

«Отличное время — карантин! — несколько недель назад бодрились оптимисты

Psychologies
Илана: «Волшебных пилюль для похудения не бывает!» Илана: «Волшебных пилюль для похудения не бывает!»

Глядя на красавиц «из телевизора», мы думаем, что им всё дано от рождения

Худеем правильно
Сухой карантин: почему ограничения продажи алкоголя не помогут в борьбе с пандемией Сухой карантин: почему ограничения продажи алкоголя не помогут в борьбе с пандемией

Краш-тест, который поставил под сомнение разумность действий властей

Forbes
«Сидеть на месте – не моё» «Сидеть на месте – не моё»

Наша героиня советует найти врача, который разгадает квест с вашим весом

Худеем правильно
Секс во время беременности: удовольствие без вреда Секс во время беременности: удовольствие без вреда

Если беременность проходит без осложнений, то нет никаких препятствий к сексу

Cosmopolitan
История побед и забвения Виктора Санеева: от теракта в Мюнхене до Олимпийских игр в Москве История побед и забвения Виктора Санеева: от теракта в Мюнхене до Олимпийских игр в Москве

Он должен был зажечь огонь Олимпиады-80

GQ
Антивирус: как укрепить психологический иммунитет Антивирус: как укрепить психологический иммунитет

Пандемия повлияла не только на наше здоровье, но и на экономику и образ мыслей

Psychologies
Как получить чек от миллиардера? Стартапы, в которые вложились участники списка Forbes Как получить чек от миллиардера? Стартапы, в которые вложились участники списка Forbes

Каждый начинающий предприниматель мечтает получить бизнесмена в наставники

Forbes
На пороге крупнейшего передела собственности: кто на нем заработает? На пороге крупнейшего передела собственности: кто на нем заработает?

Передел собственности будет динамичным и агрессивным

Forbes
Диабет, рак и ВИЧ. С каким диагнозом живут знаменитости? Диабет, рак и ВИЧ. С каким диагнозом живут знаменитости?

Многие знаменитости в течение долгих лет живут с серьёзными заболеваниями

Cosmopolitan
Время есть Время есть

Интервальное голодание полезно для мышц, мозга, сердца и хорошего настроения

Добрые советы
Открыть в приложении