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

Сахароспирт пригласил листоядных гусениц полакомиться грибами Сахароспирт пригласил листоядных гусениц полакомиться грибами

В листьях, пораженных ржавчинными грибами, оказалось больше соединений азота

N+1
История успеха: как открыть свой салон красоты? История успеха: как открыть свой салон красоты?

Основательница сети салонов Selfie Beauty Club о становлении бьюти-бизнеса

Cosmopolitan
Цивилизация Цивилизация

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

Вокруг света
Крах на бумаге: почему не было нефти по минус $37 Крах на бумаге: почему не было нефти по минус $37

Что же за явление мы увидели 20 апреля 2020 года

Forbes
«Надо смириться с неопределенностью» «Надо смириться с неопределенностью»

Куда девать негатив, когда сидишь в четырех стенах

Огонёк
5 знаменитых фокусов Гарри Гудини, секрет которых удалось раскрыть 5 знаменитых фокусов Гарри Гудини, секрет которых удалось раскрыть

Вот что профессор Воланд называл «сеанс черной магии с разоблачением!»

Maxim
Ученые нашли уязвимое место пищевого патогена Ученые нашли уязвимое место пищевого патогена

Новый механизм, позволяющий бактерии Listeria monocytogenes заражать организм

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
Больше позитива! Больше позитива!

Может ли на самом деле пессимист стать оптимистом? А самое главное – нужно ли?

Лиза
Как новенькая! Как новенькая!

Простые способы, которые запустят процесс очищения и омоложения организма

Лиза
Метаанализ насчитал 10,6 процента левшей Метаанализ насчитал 10,6 процента левшей

Сколько среди людей левшей?

N+1
История шрифта Comic Sans, который любят обычные люди и ненавидят дизайнеры История шрифта Comic Sans, который любят обычные люди и ненавидят дизайнеры

Винсент Коннер рассказал, как 20 лет назад случайно придумал шрифт Comis Sans

Esquire
Долина раздора. Как комментируют новый фильм Юрия Дудя о мировой IT-столице Долина раздора. Как комментируют новый фильм Юрия Дудя о мировой IT-столице

Интересные мнения о новом фильме Юрия Дудя о мировой IT-столице

СНОБ
Служба одного окна: зачем банкам понадобилось изобретать суперприложения Служба одного окна: зачем банкам понадобилось изобретать суперприложения

Зачем суперприложения банкам и почему ставка на них может не сработать

Forbes
Зеленый гигант из Китая Зеленый гигант из Китая

WeChat охватывает весь мир пользователя и делает его жизнь прозрачной

Эксперт
Продовольствие пошло в рост Продовольствие пошло в рост

Новое обострение отношений между розницей и производителями продуктов питания

Эксперт
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
Заявка на успех Заявка на успех

Перенос старта проката только повысил градус споров вокруг «Черной Вдовы»!

Grazia
Невесту заказывали? Самые безумные наряды героинь шоу «Давай поженимся» Невесту заказывали? Самые безумные наряды героинь шоу «Давай поженимся»

Самые яркие образы невест за всю историю передачи «Давай поженимся»

Cosmopolitan
Как выжить ипохондрику в разгар пандемии Как выжить ипохондрику в разгар пандемии

Как во время пандемии ипохондрики могут помочь сами себе и что делать их близким

Psychologies
В Москве госклиники отказываются делать аборты. Почему это происходит В Москве госклиники отказываются делать аборты. Почему это происходит

Московские государственные больницы отказывают женщинам в абортах

СНОБ
Витамин С: в каких продуктах найти и как приготовить, сохранив максимум пользы Витамин С: в каких продуктах найти и как приготовить, сохранив максимум пользы

Рассказываем, в чем сила витамина С и как получать его из продуктов питания

Psychologies
Скворцова предложила подключать к одному аппарату ИВЛ четырех пациентов. Федерации реаниматологов не нравится эта идея Скворцова предложила подключать к одному аппарату ИВЛ четырех пациентов. Федерации реаниматологов не нравится эта идея

Почему идея нового аппарата ИВЛ вызвала такой резонанс среди медиков?

СНОБ
Зачем смотреть фильм «Эмма» прямо сейчас Зачем смотреть фильм «Эмма» прямо сейчас

Изящный, легкий, чуткий и озорной фильм «Эмма» по Джейн Остин

РБК
«Молния» безопасности: самая экзотическая дорожная машина «Молния» безопасности: самая экзотическая дорожная машина

Road Zipper – машина для перестановки барьеров

Популярная механика
Русский грипп: самая странная пандемия современности Русский грипп: самая странная пандемия современности

Пандемия «красного» гриппа, охватившая мир в 1977-78 гг., остается загадкой

Популярная механика
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
Витамин В3 помог иммунитету в борьбе с глиобластомой Витамин В3 помог иммунитету в борьбе с глиобластомой

В больших дозах витамин В3 уменьшил размеры опухоли в мозге модельных животных

N+1
Подделай сам Подделай сам

Как мокьюментари смеялся над жизнью, а жизнь посмеялась над мокьюментари

Weekend
Цукерберг побеждает любой ценой: как его зависть к успехам Instagram привела к внутренним конфликтам и уходу основателей Цукерберг побеждает любой ценой: как его зависть к успехам Instagram привела к внутренним конфликтам и уходу основателей

Конспект фрагмента книги репортёра Bloomberg Сары Фриер «Без фильтра»

VC.RU
Открыть в приложении