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

6 ключей, чтобы продлить любовь 6 ключей, чтобы продлить любовь

Шесть моделей поведения, которые делают любовные отношения счастливыми

Psychologies
Как выглядят штрафы за езду без пропуска. Фото постановлений Как выглядят штрафы за езду без пропуска. Фото постановлений

Автомобилисты о первых штрафах в 5000 рублей за нарушение режима самоизоляции

РБК
Косметику нужно хранить в холодильнике? Отвечаем на важный бьюти-вопрос Косметику нужно хранить в холодильнике? Отвечаем на важный бьюти-вопрос

Бьюти-холодильник все чаще и чаще встречается в нашей ленте Instagram

Cosmopolitan
«Язык мой — враг мой»: как Тина Канделаки, Ксения Собчак, Александра Митрошина и другие блогеры и звезды отреагировали на скандал с Региной Тодоренко «Язык мой — враг мой»: как Тина Канделаки, Ксения Собчак, Александра Митрошина и другие блогеры и звезды отреагировали на скандал с Региной Тодоренко

Самые яркие мнения о скандале с Региной Тодоренко

Esquire
Как сохранить в доме порядок, если вы больше не доверяете горничным Как сохранить в доме порядок, если вы больше не доверяете горничным

Как быстро привести дом в порядок?

GQ
«Долго и счастливо без измен и предательств». Личное размышление о родителях «Долго и счастливо без измен и предательств». Личное размышление о родителях

История о людях, которые прожили вместе 50 лет бок о бок

Cosmopolitan
8 любимых блюд киногероев, которые легко приготовить дома 8 любимых блюд киногероев, которые легко приготовить дома

Блюда из популярных фильмов и сериалов, которые легко повторить у себя на кухне

РБК
Багажник на несколько дней задержал колонизацию трупа мясными мухами Багажник на несколько дней задержал колонизацию трупа мясными мухами

Эта информация поможет криминалистам точнее устанавливать дату смерти жертв

N+1
10 грязных приемов в истории рекламы 10 грязных приемов в истории рекламы

Современная реклама — просто кладезь нравственности и чистоты

Maxim
«Параноик с катапультой»: как бывший дровосек создал конкурента WeWork, который способен пережить пандемию «Параноик с катапультой»: как бывший дровосек создал конкурента WeWork, который способен пережить пандемию

Марк Диксон уверен, что переживет шторм благодаря здоровому уровню паранойи

Forbes
Китайский астрофизик открыл самую быстровращающуюся звезду Млечного Пути Китайский астрофизик открыл самую быстровращающуюся звезду Млечного Пути

Звезда вращается с рекордно большой скоростью — около 540 километров в секунду

N+1
Ультрапортативный прибор определил мутации при помощи смартфона Ультрапортативный прибор определил мутации при помощи смартфона

Ученые создали портативное устройство для анализа ДНК

N+1
«Не будет такого понятия, как чартерный туризм» «Не будет такого понятия, как чартерный туризм»

Туристы требуют возврата денег за туры, туроператоры предлагают отложить поездки

Эксперт
Как защитить маршала Конева? Это должен делать не Кремль, а гражданское общество Как защитить маршала Конева? Это должен делать не Кремль, а гражданское общество

Чехия оскорбила память советских воинов-освободителей

СНОБ
20 фактов о Pixar 20 фактов о Pixar

Занятные сведения о твоих любимых аниматорах и мастерах спецэффектов

Maxim
Губернатор Орловской области Андрей Клычков: Крупный и средний бизнес не спешат нам на помощь в борьбе с эпидемией Губернатор Орловской области Андрей Клычков: Крупный и средний бизнес не спешат нам на помощь в борьбе с эпидемией

Губернатор Андрей Клычков — о борьбе с эпидемией в Орловской области

СНОБ
«Тотальная катастрофа»: в каких отраслях еще осталась работа и можно получить прибавку к зарплате «Тотальная катастрофа»: в каких отраслях еще осталась работа и можно получить прибавку к зарплате

Компании продолжают активный рекрутинг лишь в нескольких сферах

Forbes
«Противоестественно неженственные»: Оксана Акиньшина высказалась о феминистках «Противоестественно неженственные»: Оксана Акиньшина высказалась о феминистках

Оксана Акиньшина рассказала о своем отношении к движению за права женщин

Cosmopolitan
Египетская сила отрицания. Как россияне добиваются признания крушения лайнера А321 над Синаем терактом Египетская сила отрицания. Как россияне добиваются признания крушения лайнера А321 над Синаем терактом

С момента крушения самолета прошло пять лет, а дело так и не закрыто

СНОБ
«Игра в приставку разрушает нашу семью» «Игра в приставку разрушает нашу семью»

37-летняя Алиса часто ссорится с мужем из-за его пристрастия к онлайн-играм

Psychologies
Александр Тимофеевский. Человек со стороны Александр Тимофеевский. Человек со стороны

11 апреля на 62 году жизни скончался Александр Тимофеевский-младший

СНОБ
Корпорации добра. Как благотворительные фонды хантят лучших специалистов из бизнеса Корпорации добра. Как благотворительные фонды хантят лучших специалистов из бизнеса

Кризис может стать отправной точкой для новой карьеры

Forbes
Мари Кондо покажет, как правильно обустроить домашний офис (и разобраться с рабочей перепиской) Мари Кондо покажет, как правильно обустроить домашний офис (и разобраться с рабочей перепиской)

Гуру по наведению порядка дома выпустила новую книгу

GQ
Весь мир живет, как женщины после родов: как  карантин может изменить общество Весь мир живет, как женщины после родов: как  карантин может изменить общество

Весь мир сейчас, сам того не желая, оказался в уникальной ситуации

Cosmopolitan
Шкала кошачьих гримас показала эффективность в реальном времени Шкала кошачьих гримас показала эффективность в реальном времени

Уровень боли у кошек можно определить по гримасам

N+1
Леа Сейд. Превращение Леа Сейд. Превращение

«Родилась с серебряной ложкой во рту» — это о ней

Караван историй
Муха на стене: что значит изолироваться по-настоящему Муха на стене: что значит изолироваться по-настоящему

Для чего нас на самом деле нужна самоизоляция и что значит быть «мухой на стене»

РБК
13 вопросов о карантине: отвечает актер Александр Кузнецов 13 вопросов о карантине: отвечает актер Александр Кузнецов

Александр Кузнецов — об утренних ритуалах и открывшихся возможностях

Esquire
Обстоятельства времени Обстоятельства времени

Вы регулярно ухаживаете за кожей, но примерно раз в месяц что-то идет не так

Glamour
Пространство по моим правилам Пространство по моим правилам

Как окружающая обстановка влияет на наше состояние

Psychologies
Открыть в приложении