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
Дмитрий Ковпак: Какие уроки извлек Китай из пандемии Дмитрий Ковпак: Какие уроки извлек Китай из пандемии

Как Китай смог справиться с кризисной воронкой

СНОБ
Исследователи смогли обмануть разные сканеры отпечатков пальцев в 80 процентах случаев Исследователи смогли обмануть разные сканеры отпечатков пальцев в 80 процентах случаев

Копии отпечатков пальцев работают со сканерами в смартфонах в 80% случаев

N+1
«Мы закрыли все кинотеатры за полдня». Интервью с главой «Москино» Светланой Максимченко «Мы закрыли все кинотеатры за полдня». Интервью с главой «Москино» Светланой Максимченко

Режим самоизоляции стал причиной закрытия столичных кинотеатров

СНОБ
T-клетки указали на болезнь Паркинсона до появления симптомов T-клетки указали на болезнь Паркинсона до появления симптомов

T-клетки могут стать маркером развития болезни Паркинсона до появления симптомов

N+1
Миллениалы из списка Forbes: как живут самые молодые миллиардеры Миллениалы из списка Forbes: как живут самые молодые миллиардеры

Чем живут богатейшие миллениалы мира

РБК
«Сейчас никто не богатеет»: Саша Новикова, рэпер Feduk и сооснователь «Кухни на районе» о выживании в кризис «Сейчас никто не богатеет»: Саша Новикова, рэпер Feduk и сооснователь «Кухни на районе» о выживании в кризис

Мы поговорили с предпринимателями, которые, как кажется, обогатились в кризис

Forbes
Почему многие успешные люди снова увлеклись астрологией Почему многие успешные люди снова увлеклись астрологией

Как астрология помогает уменьшить возможные риски в жизни и бизнесе

GQ
20-летний Квентин Тарантино взял интервью у своего кумира, режиссера Джона Милиуса. Спустя 40 лет Квентин выложил расшифровку 20-летний Квентин Тарантино взял интервью у своего кумира, режиссера Джона Милиуса. Спустя 40 лет Квентин выложил расшифровку

Квентин Тарантино взял интервью у режиссера Джона Милиуса

Esquire
Лигалайз: «Я все понимаю. 42-летний рэпер звучит, как провал» Лигалайз: «Я все понимаю. 42-летний рэпер звучит, как провал»

Лигалайз о насущном и былом, набитой на голове короне и сокращении дистанции

РБК
Диалог с собой Диалог с собой

Недавно на канале «Россия 1» возобновили шоу «Танцы со звёздами»

OK!
Изоляция убивает романтику? 7 идей для классных домашних свиданий Изоляция убивает романтику? 7 идей для классных домашних свиданий

Хватит ходить по квартире с кислыми лицами

Playboy
Удобрения заставили озера накопить больше углерода Удобрения заставили озера накопить больше углерода

Поступающий в озера фосфор приводит к усиленному накоплению углерода

N+1
Лайфхаки от космонавтов: как Гагарин и Леонов справлялись с самоизоляцией Лайфхаки от космонавтов: как Гагарин и Леонов справлялись с самоизоляцией

Чему мы можем поучиться у космонавтов, подводников и полярников?

Psychologies
«Могут возникнуть какие-то технические проблемы»: Собянин утвердил порядок получения пропусков в Москве «Могут возникнуть какие-то технические проблемы»: Собянин утвердил порядок получения пропусков в Москве

Собянин утвердил порядок выдачи спецпропусков для передвижения по Москве

Forbes
Стресс от удара током помешал найти Джорджа Клуни в виртуальном пространстве Стресс от удара током помешал найти Джорджа Клуни в виртуальном пространстве

Как стресс влияет на способность планировать и на эпизодическую память

N+1
«Сейчас у нас есть шанс изменить все», – директор AliExpress Россия о времени глобальных перемен «Сейчас у нас есть шанс изменить все», – директор AliExpress Россия о времени глобальных перемен

Директор AliExpress Лю Вэй о том, как мы будем совершать покупки в будущем

GQ
Последователи Кондо: сколько зарабатывают российские консультанты по порядку Последователи Кондо: сколько зарабатывают российские консультанты по порядку

За чем обращаются к организаторам пространства, что ожидать от консультации

VC.RU
Как правильно ходить в магазин во время эпидемии Как правильно ходить в магазин во время эпидемии

Поход в магазин в условиях пандемии становится уже не таким простым занятием

Популярная механика
Вышла подышать Вышла подышать

Наш корреспондент осваивала дыхание чакрами

Cosmopolitan
Свет в конце тоннеля: налаживаем контакт с собой в самоизоляции Свет в конце тоннеля: налаживаем контакт с собой в самоизоляции

Сохранить равновесие помогут внимательное отношение к собственным потребностям

Psychologies
Без парты и доски. Мама, учитель и эксперт — о платформах для образования онлайн Без парты и доски. Мама, учитель и эксперт — о платформах для образования онлайн

Первый месяц дистанционного обучения позади

СНОБ
Артем Нарышкин: Божественные диссертации. Что происходит с наукой в РПЦ Артем Нарышкин: Божественные диссертации. Что происходит с наукой в РПЦ

Готовы ли церковные ученые говорить на одном языке со светской наукой

СНОБ
Книги детям Книги детям

Специальная подборка книг для детей

Psychologies
Шлем, койф и камиза: средневековые вещи, которых нам так не хватает сегодня Шлем, койф и камиза: средневековые вещи, которых нам так не хватает сегодня

Вещи из средневекового гардероба, которые были бы очень кстати сегодня

Forbes
Вам шашечки или ехать? Размышления на фоне последнего финансового отчета госкорпорации «Роснано» Вам шашечки или ехать? Размышления на фоне последнего финансового отчета госкорпорации «Роснано»

Наши подходы к оценке эффективности экономических субъектов несколько устарели

СНОБ
От Джима Керри до Брэда Питта: 8 кинозвезд без актерского образования От Джима Керри до Брэда Питта: 8 кинозвезд без актерского образования

Оказывается, далеко не все голливудские звезды работают по профилю

РБК
«В индустрии полное безобразие»: как пандемия заставляет детские сады и школы мигрировать в онлайн «В индустрии полное безобразие»: как пандемия заставляет детские сады и школы мигрировать в онлайн

Кризис может стать толчком к новому этапу в развитии школ и детских садов

Forbes
«Мама танцует, а у меня конференц-колл»: истории топ-менеджеров, которые самоизолировались с родителями «Мама танцует, а у меня конференц-колл»: истории топ-менеджеров, которые самоизолировались с родителями

Как оставаться независимым и продуктивным, если вернулся в родительский дом

Forbes
То, что я могу делать сам То, что я могу делать сам

В теорию малых дел верят не все, но наши герои считают, что и один в поле воин

Psychologies
Открыть в приложении