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

Комета Борисова оказалась богата замороженной окисью углерода Комета Борисова оказалась богата замороженной окисью углерода

Это говорит о составе протопланетного диска, где она образовалась

N+1
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
Еще 7 хороших детективных сериалов, которые ты мог пропустить Еще 7 хороших детективных сериалов, которые ты мог пропустить

Хорошая компания для самоизоляции

Maxim
Драгоценный имбирь. Зачем властям «замораживать» цены на еду Драгоценный имбирь. Зачем властям «замораживать» цены на еду

Кабмин согласился поддержать возможность заморозки цен на продукты

СНОБ
14 детей и брак с коллегой: личная жизнь самых популярных порноактрис 14 детей и брак с коллегой: личная жизнь самых популярных порноактрис

Говоря о порноактрисах, мы редко задумываемся о том, есть ли у них семьи

Cosmopolitan
Снайпер дома Павлова: документальные кадры, как Анатолий Чехов убивает своего 40-го фашиста Снайпер дома Павлова: документальные кадры, как Анатолий Чехов убивает своего 40-го фашиста

История дома Павлова

Maxim
«Жизнь начнет нормализовываться через два месяца»: глава Тинькофф Банка о кризисе и работе без Олега Тинькова «Жизнь начнет нормализовываться через два месяца»: глава Тинькофф Банка о кризисе и работе без Олега Тинькова

Оливер Хьюз - об уходе Олега Тинькова из совета директоров и кризисе экономики

Forbes
Жидкие патчи и «туры со смыслом»: на чем блогеры зарабатывают миллионы Жидкие патчи и «туры со смыслом»: на чем блогеры зарабатывают миллионы

На чем Instagram-блогеры делают свои состояния. Спойлер: не на Instagram

РБК
35 лет перестройке: от какого наследства отказался Путин 35 лет перестройке: от какого наследства отказался Путин

В отказе от наследия перестройки кроется возможное поражение Путина

Forbes
Посидеть в своем углу: как и зачем нам нужно отдыхать от близких в условиях изоляции Посидеть в своем углу: как и зачем нам нужно отдыхать от близких в условиях изоляции

Находиться на карантине вместе с близкими — это и удовольствие, и испытание

Psychologies
Чем прославился Анатолий Кашпировский Чем прославился Анатолий Кашпировский

Мы ударились в ностальгию и вспомнили подвиги главного волшебника позднего СССР

РБК
Валентина Панина. На чемоданах Валентина Панина. На чемоданах

Валентина Панина на подмостках уже пятьдесят два года

Караван историй
Миллиардер, который не дружит с цифрами: Канье Уэст официально попал в список Forbes Миллиардер, который не дружит с цифрами: Канье Уэст официально попал в список Forbes

Звезда хип-хопа Канье склонен преувеличивать и не в ладах в цифрах

Forbes
Что такое альфа-гал и с чем его (не) едят Что такое альфа-гал и с чем его (не) едят

Укус клеща — неприятное событие, которое может стать для кого-то судьбоносным

Наука и жизнь
Здоровая спина Здоровая спина

Эти упражнения помогут укрепить мышцы спины и позвоночник

Домашний Очаг
Не надо стесняться. Топ неловких ситуаций в спортзале Не надо стесняться. Топ неловких ситуаций в спортзале

Сюрпризы, которые женский организм может преподнести во время тренировки

Cosmopolitan
Подвиг маркетолога Подвиг маркетолога

Мы собрали успешные истории бизнес-хакеров, которые нашли обходные пути

Maxim
Как сервис доставки смесей для смузи с инвестициями от Серены Уильямс помогает миллениалам пережить карантин Как сервис доставки смесей для смузи с инвестициями от Серены Уильямс помогает миллениалам пережить карантин

Daily Harvest приносит прибыль с первого дня работы и оценивается в $500 млн

Forbes
«Чандра» обнаружила рядом со сверхмассивной черной дырой уцелевшее ядро красного гиганта «Чандра» обнаружила рядом со сверхмассивной черной дырой уцелевшее ядро красного гиганта

Звезда была захвачена черной дырой на расстоянии 250 миллионов световых лет

N+1
Не все дома! Гуф, Киркоров и другие звезды, которые лежали в психушке Не все дома! Гуф, Киркоров и другие звезды, которые лежали в психушке

Жизнь звезд — штука сложная, иногда она требует помощи врачей

Cosmopolitan
«Придется начинать с нуля»: как пандемия уничтожила спортивную event-индустрию «Придется начинать с нуля»: как пандемия уничтожила спортивную event-индустрию

Как карантин сломал десятилетний бизнес Михаила Громова

Forbes
Интервью с Катей Варнавой: «Самоирония — это то, что помогает мне выживать. Это мой способ защиты» Интервью с Катей Варнавой: «Самоирония — это то, что помогает мне выживать. Это мой способ защиты»

Очень откровенный разговор Кати Варнавы и Сергея Минаева

Esquire
Каким получился сериал «Зулейха открывает глаза» Каким получился сериал «Зулейха открывает глаза»

Ярослав Забалуев посмотрел первые серии сериала «Зулейха открывает глаза»

РБК
Теснота и инфернальные машины: как кинематограф обнажает наш страх перед будущим Теснота и инфернальные машины: как кинематограф обнажает наш страх перед будущим

Какие лейтмотивы мрачного города просматриваются в киноработах современности

Forbes
Силы добра. Можно ли преуспеть в неспокойные времена Силы добра. Можно ли преуспеть в неспокойные времена

Руководители НКО дают несколько важных уроков преуспевания в неспокойные времена

Forbes
«Вирус загнал нас в подвал, как героев фильма «Паразиты»: женщины о том, как делать кино в разгар эпидемии «Вирус загнал нас в подвал, как героев фильма «Паразиты»: женщины о том, как делать кино в разгар эпидемии

Пандемия не смогла остановить творчество этих женщин

Forbes
Метаанализ насчитал 10,6 процента левшей Метаанализ насчитал 10,6 процента левшей

Сколько среди людей левшей?

N+1
Как извлечь максимум из «медленного времени» Как извлечь максимум из «медленного времени»

Отрывок из книги «Как стать продуктивнее»

СНОБ
Гимнастика для укрепления и восстановления лёгких Гимнастика для укрепления и восстановления лёгких

Для восстановления лёгких после пневмонии поможет дыхательная гимнастика

Здоровье
Выживут только бюджетники: где искать работу, если вас уволили в разгар карантина Выживут только бюджетники: где искать работу, если вас уволили в разгар карантина

Пандемия диктует рынку труда свои правила

Forbes
Открыть в приложении