Материал будущего, становящийся прочнее при нагрузках

03.02.2019

Уникальный материал будущего удалось изобрести японским ученым Университета Хоккайдо - чем чаще его используешь, тем он становится прочнее. Идею создания материала подсказала структура мышечной ткани.

В ходе тренировки при значительных нагрузках в мышцах происходит частичное разрушение белковых волокон и образование новых, более прочных и сильных. Аналогичный подход применили японские ученые, получив гидрогель на основе двух полимерных компонентов - одного прочного и жесткого, а второго - гибкого и растяжимого.

При этом материал более чем на 85 процентов заполнен жидкостью, в которой растворены мономеры - компоненты, способные образовывать молекулы обоих полимеров. Механическая нагрузка на такой материал вызывает разрушение некоторых цепей "жесткого" полимера. На образовавшихся свободных концах тут же начинаются новые реакции полимеризации с участием присутствующих мономеров, которые ведут к упрочнению материала.

В лабораторных экспериментах японским исследователям удалось показать, что после нескольких "тренировок" масса полимеров в гидрогеле возросла на 86 процентов. При этом прочность его увеличилась в полтора раза, а жесткость - в 23.

Авторы уверены, что разработка найдет применение в создании самовосстанавливающихся, гибких и прочных материалов будущего - для робототехники, экзоскелетов и, конечно, для медицинской реконструкции утраченных мышц.

<< Назад: Световые чернила 03.02.2019

>> Вперед: Гарнитура Logitech G332 02.02.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Умное вольфрамовое покрытие заменит бумагу 09.11.2016 Ученые создали многоразовое покрытие, имитирующее бумагу, которое призвано сократить потребление бумажной продукции для восстановления экологии планеты. "Рисовать" на таком покрытии можно с помощью УФ-излучения. Цифровые носители повсеместно распространены в современном обществе, однако иногда электронного экрана попросту недостаточно, или его использование стоит неоправданно много денег. Обычный офисный работник все еще печатает тысячи страниц бумажных документов в год, а большие плакаты и баннеры остаются нормой на выставках и конференциях. В целях снижения воздействия на окружающую среду и уменьшения потребления бумаги, инженеры создали покрытие, имитирующее бумагу, которой после работы можно очистить и использовать заново до 40 раз без потери качества изображения. Гибкая мембрана изготовлена из оксида вольфрама. Подобные технологии используются в "умных" окнах, которые регулируют количество проходящего сквозь них света и тепла с помощью водорастворимых полимеров. "Печать" на поверхности мембраны происходит путем селективного воздействия ультрафиолетового света, в результате чего бесцветный оксид вольфрама начинает синеть. Изменение света занимает всего несколько секунд, что гораздо быстрее, чем в предыдущих аналогичных экспериментах. Рисунок начинает естественным образом выцветать в присутствии кислорода, но все равно остается видимым в течение нескольких дней, при нормальных атмосферных условиях. Мембраны можно отбелить всего за полчаса, причем двумя способами - или подвергнув их воздействию озона, или попросту нагрев. Исследователи предполагают, что коммерческую версию этой технологии можно выпустить на рынок относительно просто. Сырье для изготовления мембран находится в промышленной доступности, а УФ-лампы часто используют для стерилизации продуктов питания и оборудования, так что их тоже просто достать. В качестве конкретных областей применения ученые предлагают внедрить мембраны в ткань, чтобы создать своего рода "настраиваемую" одежду, которую можно разрисовывать по своему желанию. То же самое касается и плакатов, и билбордов, которые можно каждый раз перерисовывать заново на старой поверхности.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025