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

Мозг, память и чтение: как стать умнее и знать больше других Мозг, память и чтение: как стать умнее и знать больше других

Ученые сделали вывод, что объем памяти мозга человека составляет 1 петабайт

Популярная механика
Запас прочности: как женщины в малом бизнесе переживают «вирусный» кризис Запас прочности: как женщины в малом бизнесе переживают «вирусный» кризис

Предпринимательницы о том, как сейчас обстоят дела и к чему они готовятся

Forbes
Как извлечь максимум из «медленного времени» Как извлечь максимум из «медленного времени»

Отрывок из книги «Как стать продуктивнее»

СНОБ
Деньги на ветер: 9 покупок, которые вредят семейному бюджету Деньги на ветер: 9 покупок, которые вредят семейному бюджету

Сначала спросите у себя: «А оно мне нужно?»

Cosmopolitan
Пять противоядий от зависти Пять противоядий от зависти

Увидеть в себе «монстра» зависти — значит начать бороться со своей токсичностью

Psychologies
Не переплачивай! 10 готовых блюд, которые пора перестать покупать Не переплачивай! 10 готовых блюд, которые пора перестать покупать

Иногда нет времени на готовку, и мы покупаем готовые блюда в магазине

Cosmopolitan
Диоксид серы проявил полиаморфизм под давлением Диоксид серы проявил полиаморфизм под давлением

Диоксид серы способен существовать в нескольких различных аморфных состояниях

N+1
Posh сквош Posh сквош

Сквош — любимый досуг выпускников престижных частных школ

Robb Report
Cостояние: «Ушли в онлайн» Cостояние: «Ушли в онлайн»

Продолжаем делиться интересными вариантами досуга, которые мы почерпнули из Сети

Лиза
«Когда-нибудь помогут и нам». Соцработники и волонтеры о работе в период эпидемии «Когда-нибудь помогут и нам». Соцработники и волонтеры о работе в период эпидемии

Социальные работники и волонтеры, которые помогают пережить карантин

СНОБ
Шедевры отечественного кинематографа, снятые во время войны Шедевры отечественного кинематографа, снятые во время войны

Во время войны были сняты одни из самых пронзительных отечественных кинокартин

Популярная механика
Крылатые ракеты и космическая разведка: убийцы авианосцев Крылатые ракеты и космическая разведка: убийцы авианосцев

Интересный разведывательный космический комплекс, созданный в СССР

Популярная механика
Око за око Око за око

За что брат Елены Батуриной требует с нее 13 млрд рублей

Forbes
Что влияет на стоимость фермерских продуктов Что влияет на стоимость фермерских продуктов

Из чего же выстраивается стоимость фермерских продуктов и может ли она быть ниже

СНОБ
Как сделать промзону городом Как сделать промзону городом

Григорий Ревзин о городе будущего

Weekend
Как два эмигранта из СССР построили в США бизнес стоимостью $20 млрд Как два эмигранта из СССР построили в США бизнес стоимостью $20 млрд

Что позволило Владу Вендрову в этом году дебютировать в российском списке Forbes

Forbes
Действует сестра Действует сестра

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

Grazia
Как уговорить бренд первой леди США сотрудничать с вашим стартапом Как уговорить бренд первой леди США сотрудничать с вашим стартапом

Будьте настойчивы и прозрачны, и вам откроются двери компаний

Forbes
Дурачась навека: фильму Дурачась навека: фильму

Как появился один из лучших комедийных фильмов, и почему его шутки актуальны

Esquire
Как полностью удалить уже удаленную программу? Как полностью удалить уже удаленную программу?

Даже удаленный с диска софт может оставлять следы в системе

CHIP
Новый мир Новый мир

Покрас Лампас един в ролях пифии, футуролога и антикризисного менеджера

Собака.ru
Три способа купить счастье — за деньги и без Три способа купить счастье — за деньги и без

Как правильно распорядиться деньгами, чтобы почувствовать себя лучше?

Psychologies
Спорт, который сильнее вируса: как спортивная индустрия переходит на онлайн-форматы Спорт, который сильнее вируса: как спортивная индустрия переходит на онлайн-форматы

Турниры по компьютерным играм продолжаются в онлайне

Forbes
Элементарно, Ватсон! Элементарно, Ватсон!

У нас лучшие Шерлок Холмс и доктор Ватсон

Лиза
«Хоум-офис — это не только работа в обнимку с котом». 10 советов по работе из дома от главы Google в России «Хоум-офис — это не только работа в обнимку с котом». 10 советов по работе из дома от главы Google в России

Гендиректор Google в России рассказала, как работать из дома и все успевать

Forbes
Не считая собаки: как наши питомцы переживают карантин Не считая собаки: как наши питомцы переживают карантин

Как домашние животные переносят невиданное доселе тесное соседство с хозяевами

Psychologies
«Падать уже некуда, дно — достигнуто». Почему нужно спасать гостиничную и ресторанные отрасли «Падать уже некуда, дно — достигнуто». Почему нужно спасать гостиничную и ресторанные отрасли

Туристический и гостиничный бизнес стал одной из первых жертв кризиса

Forbes
Карина-вирус! Карина-вирус!

В это тревожное время героиней обложки стала главная медсестра страны

Maxim
Почитать на майских: 10 лучших зарубежных книг ХХI века Почитать на майских: 10 лучших зарубежных книг ХХI века

Список лучших переводных романов XXI века

Forbes
Взлететь над водой: яхты на подводных крыльях Взлететь над водой: яхты на подводных крыльях

Добиться под парусом сумасшедших скоростей

Популярная механика
Открыть в приложении