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

Как привести дела в порядок Как привести дела в порядок

Искусство продуктивности без стресса

kiozk originals
Роман Мандрик: Обучить нельзя оставить. Что делать с линейными сотрудниками, которые не хотят учиться Роман Мандрик: Обучить нельзя оставить. Что делать с линейными сотрудниками, которые не хотят учиться

Почему современные компании не могут обойтись без обучения линейного персонала?

СНОБ
Стендап и свобода слова: что происходит с юмором в эпоху политкорректности и где проходит граница допустимого Стендап и свобода слова: что происходит с юмором в эпоху политкорректности и где проходит граница допустимого

«Долг любого комика — найти границу и перейти ее», — говорил Джордж Карлин

Esquire
«Мы предлагаем бизнесу онлайн-тимбилдинги just for fun». Руководители театров о том, как переживают карантин «Мы предлагаем бизнесу онлайн-тимбилдинги just for fun». Руководители театров о том, как переживают карантин

Что предпринимают директоры театров для спасения индустрии

Forbes
Денис Шведов: всю жизнь я пытаюсь «обогнать» кого-то, быть лучшим, первым Денис Шведов: всю жизнь я пытаюсь «обогнать» кого-то, быть лучшим, первым

«Эпидемия заставила нас посмотреть вглубь себя»

Playboy
Сидящие под дождём Сидящие под дождём

У насекомых и пауков особые взаимоотношения с окружающим миром

Наука и жизнь
Терпеть или уйти? Как быть, если мужчина не дает развиваться Терпеть или уйти? Как быть, если мужчина не дает развиваться

Что делать, если мужчина не поддерживает ваше желание развиваться?

Psychologies
Магнитный фон Магнитный фон

Дом в Подмосковье притягивает всех членов большой семьи

AD
Правила жизни Барбры Стрейзанд Правила жизни Барбры Стрейзанд

Американская певица, актриса, режиссер, продюсер и политическая активистка

Esquire
Группа «Фабрика»: «Мечта Игоря Матвиенко – отправить нас в тройной декрет» Группа «Фабрика»: «Мечта Игоря Матвиенко – отправить нас в тройной декрет»

Группа «Фабрика» о женском счастье, секретах красоты и откровенных съемках

Лиза
«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
«Агенты перемен». Как Cartier Women's Initiative объединяет женщин, которые способны изменить мир «Агенты перемен». Как Cartier Women's Initiative объединяет женщин, которые способны изменить мир

Уинджи Сампайо о том, что объединяет лучших предпринимательниц со всего света

Forbes
Что, если бы Ан-225 “Мрия” был пассажирским: A380 на зависть Что, если бы Ан-225 “Мрия” был пассажирским: A380 на зависть

Ан-225 “Мрия” - самый большой и грузоподъемный самолет в мире

Популярная механика
Новые войны памяти Новые войны памяти

Европа пытается принизить роль СССР во Второй мировой войне

Эксперт
Не обмани: 12 вещей, о которых нельзя лгать в кабинете врача Не обмани: 12 вещей, о которых нельзя лгать в кабинете врача

Врачу нужно говорить только правду, ведь от этого зависит ваше здоровье

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

Графеновые островки (квантовые точки) сверхмалого размера

Популярная механика
Ударим субсидиями по мораторию Ударим субсидиями по мораторию

Государство анонсировало масштабную программу поддержки жилищного строительства

Эксперт
«Не впадать в депрессию, а тренироваться». Как Тина Канделаки, Анастасия Миронова, Анна Канюк и Тетя Мотя качают в прямом эфире «Не впадать в депрессию, а тренироваться». Как Тина Канделаки, Анастасия Миронова, Анна Канюк и Тетя Мотя качают в прямом эфире

Бизнесвумен: как сохранить фигуру, здоровье, семью и деньги в условиях пандемии

Forbes
Давид Рафаловский: «Весь мир уже в облаке, и Россия там будет» Давид Рафаловский: «Весь мир уже в облаке, и Россия там будет»

Давид Рафаловский переехал в Москву ради развития цифровой платформы Сбербанка

РБК
10 стоящих фильмов Netflix, которые ты, скорее всего, еще не видел 10 стоящих фильмов Netflix, которые ты, скорее всего, еще не видел

Лучшее время, чтобы ознакомиться с этими картинами от Netflix

Maxim
13 очень необычных рулей 13 очень необычных рулей

Переосмыслить можно даже такую простейшую вещь, как руль

Maxim
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
Стекло для космических телескопов, автомобилей и смартфонов: история производителя Gorilla Glass Стекло для космических телескопов, автомобилей и смартфонов: история производителя Gorilla Glass

Начинавшая с производства колб в 19 веке, Corning занялась наукой

VC.RU
Вдали от суеты Вдали от суеты

Деревянный дом с лаконичным интерьером в стиле contemporary

SALON-Interior
«Угандийские неудержимые»: как в Африке снимают боевики за 200 долларов «Угандийские неудержимые»: как в Африке снимают боевики за 200 долларов

Вакаливуд — киностудию из трущоб Уганды, снимающую невероятные фильмы

Maxim
Американцы перепроектировали сверхзвуковой бизнес-джет Американцы перепроектировали сверхзвуковой бизнес-джет

Обновленный самолет получит треугольное крыло и укороченное хвостовое оперение

N+1
Как главная советская газета освещала аварию на Чернобыльской АЭС Как главная советская газета освещала аварию на Чернобыльской АЭС

Первое сообщение появилось в «Правде» через четыре дня после аварии 26 апреля

Maxim
Обвал на 30-50%: что останется от российского авторынка к концу года Обвал на 30-50%: что останется от российского авторынка к концу года

PwC прогнозирует сокращение продаж новых легковых автомобилей в России

Forbes
Дрис ван Нотен: «Я не самый простой руководитель: много требую, но столько же готов отдавать» Дрис ван Нотен: «Я не самый простой руководитель: много требую, но столько же готов отдавать»

Разбираемся в тонком устройстве вселенной дизайнера Дриса Ван Нотена

GQ
Как связывать девушку веревкой: подробный гайд для новичков Как связывать девушку веревкой: подробный гайд для новичков

Готов к горячим экспериментам?

Playboy
Открыть в приложении