Главная » Файлы » Техника и Технологии

Разработан первый в мире чувствительный к давлению, само восстанавливающийся материал
13.11.2012, 21:28
Человеческое тело является одним из самых замечательных, что есть. Наша кожа не только чувствительна к воздействиям, она также способна лечить себя, чтобы обеспечить защитный барьер между нашими внутренностями и внешней средой.

Параллельно рассматривая синтетические материалы, которые бы могли сочетать эти свойства, по понятным причинам это оказалось сложнее. Теперь исследователи из Стенфордского университета разработали первый чувствительный к давлению синтетический материал, который может восстановить себя при повреждении. Этот материал дает потенциал для использования в будущем протезов или самовосстанавливающихся электронных устройств.


Чтобы создать материал, который сочетает в себе способность к самовосстановлению, необходимы пластмасс и полимеры с проводимостью металла. Команда Стенфорда в лаборатории химического машиностроения, под началом профессора Зенан Бао, взяли пластик с длинными цепочками молекул, соединенных водородными связями. Именно эти связи, создают относительно слабые соединения между положительно и отрицательно заряженными зонами атома. Как говорит член команды Ван Чао, это позволяет легко разделить молекулы.

Тем не менее, эти водородные связи могут перестраиваться под воздействием напряжения так, что структура материала может быть восстановлена после повреждения. Материал при комнатной температуре становится гибкий, а при холоде твердеет, Ван Чао сравнивает его с ириской.

Для обеспечения проводимости, чтобы сделать материал чувствительный к давлению, исследователи добавляют нано частицы никеля. Это позволяет увеличить и механическую прочность материала и сделать проще передачу тока от одной частицы к другой. В результате получается пластик с отличными проводящими свойствами.

Хотя исследователи знали, что материал может восстановить свою механическую прочность после повреждения, необходимо было проверить и возобновление электрической проводимости.

После того, как тонкую полоску материала разрезали с помощью скальпеля и с небольшим усилием соединили обе части вместе в течение нескольких секунд, они обнаружили, что 75 процентов первоначальной прочности и электропроводности материала была восстановлена. А примерно после 30 минут, восстановление было близко к 100 процентам. Кроме того, тот же кусок материала может восстанавливаться и сохранять свою гибкость после 50 раз повреждения.

Способность материала к самовосстановлению впечатляет, несмотря на это, исследователи говорят, что они могут улучшить его.

Задержка восстановления вызвана частицами никеля, которые препятствуют повторным водородным связи. Бао сказал, что корректировка размера и формы нано частиц никеля или химических свойств полимера может помочь ускорить процесс самовосстановления материалов будущего поколения.

При оказании скручивания и давления на материал, изменяется электрическое сопротивление, путем изменения расстояния между частицами никеля. Команда использовала эти тонкие изменения для предоставления информации о давлении и напряженности на материал. Исследователь Бенджамин Чи-Keoнг Тии сказал, что в состоянии обнаружить давление рукопожатия. В дополнение к этому, материал также в состоянии зафиксировать изгиб. Таким образом, в дальнейшем это может быть использовано в качестве сенсорной кожи протезов.

Другие возможности применения предложенных Tee включать материал в производство электрических приборов и проводов, которые могут самостоятельно ремонтироваться.

Более того исследователи стремятся усовершенствовать материал и хотят сделать его эластичным и прозрачным. Это могло бы расширить возможности для защитных свойств покрытий на электрических устройствах и дисплеях.

Категория: Техника и Технологии | Добавил: exxxxxcel
Просмотров: 239 | Загрузок: 0 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]