Полимер, реагирующий на механическое воздействие как мышцы

12.02.2021

Ученые создали сегментированные полиуретановые эластомеры с механохромными и самоупрочняющими функциями. Разработка пригодится для интуитивного обнаружения повреждений и создания адаптивных материалов.

Важная способность такой биологической ткани, как мышцы - самовосстановление и самоусиление. Оно происходит в ответ на повреждения, вызванные внешними силами. Большинство искусственных полимеров необратимо разрушаются при достаточном механическом напряжении. Это делает их менее полезными для, например, производства искусственных органов. Но что, если можно создать полимеры, которые химически реагируют на механические воздействия и использовали эту энергию для улучшения своих свойств?

Группа ученых из Токийского технологического института, Университета Ямагата и Института химических исследований Сагами, Япония, достигла значительных успехов в области объемных самоупрочняющихся веществ. Их новый полимер реагирует на механическое воздействие почти как мышцы.

Синтезированы сегментированные полиуретаны (SPU), содержащие ди-флуоренилсукцинонитрильные (DFSN) фрагменты и метакрилоильные группы. Полученные эластомеры образовывали розовые цианофлуореновые радикалы и меняли цвет при сжатии или растяжении. Это первый пример реакций сшивания под действием силы, достигаемых только за счет растяжения или сжатия объемной пленки. Предоставлено: Tokyo Tech

Команда создала сегментированные полиуретановые полимерные цепи с жесткими и мягкими функциональными сегментами. Мягкие сегменты содержат молекулы DFSN, действующие как их "самое слабое звено", причем обе его половины соединены одной ковалентной связью. Боковые цепи мягких сегментов заканчиваются метакрилоильными звеньями. Когда полимер испытывает механическое напряжение, например, простое сжатие или растяжение, молекула DFSN расщепляется на два равных цианофлуореновых (CF) радикала. Эти радикалы CF, в отличие от DFSN, приобретают розовый цвет, что позволяет легко визуально обнаружить повреждения.

<< Назад: Короткофокусный проектор DuraCore ProScene 13.02.2021

>> Вперед: Трехслойный графен улучшает сверхпроводимость при комнатной температуре 12.02.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Жесткий диск Seagate 44 ТВ 10.03.2026

С ростом объемов данных, обрабатываемых крупными компаниями и дата-центрами, требования к накопителям резко увеличиваются. Seagate анонсировала начало поставок новейших жестких дисков Exos емкостью 44 ТБ, которые обещают сочетание рекордного объема и высокой производительности, благодаря передовой платформе Mozaic 4+ и технологии термомагнитной записи HAMR. Платформа Mozaic 4+ включает десять магнитных пластин, каждая из которых имеет емкость более 4 ТБ. В сумме это позволяет получить общий объем накопителя 44 ТБ - рекордный показатель для современных HDD. В сочетании с вращением шпинделя на скорости 7200 оборотов в минуту это обеспечивает скорость передачи данных порядка 300 МБ/с, что делает диск подходящим для работы с большими массивами информации. Seagate отмечает, что использование Exos повышает общую эффективность систем хранения примерно на 47%. Для корпоративных клиентов это означает сокращение занимаемой площади под кластеры на 9 квадратных метров и снижение годового эне ...>>

Скука - двигатель перемен 09.03.2026

Современная жизнь редко оставляет человеку время на простое ощущение скуки. С развитием цифровых технологий и постоянным доступом к социальным сетям мы стремимся мгновенно развлекать себя, избегая пауз, когда ум может быть свободен от внешних раздражителей. Между тем, новое исследование показывает, что скука выполняет важную роль в психическом здоровье и может стимулировать личностное развитие. Часто скука воспринимается как негативное состояние, которое хочется немедленно устранить. Однако психологи отмечают, что именно моменты, когда человеку становится по-настоящему скучно, могут побудить к поиску нового хобби, пересмотру жизненных приоритетов или появлению свежих идей. Это состояние открывает пространство для саморефлексии и внутреннего роста. Исследователи из Университета Бата и Тринити-колледжа показали, что привычка уходить в социальные сети в моменты скуки мешает человеку достигать "максимальной скуки". В результате стимулируется лишь поверхностное отвлечение, которое не ...>>

Случайная новость из Архива Инновационный твердотельный аккумулятор от NASA 17.10.2022 Исследователи из Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США, работающие в рамках проекта Solid-state Architecture Batteries for Enhanced Rechargeability and Safety (SABERS), добились прогресса в разработке инновационного аккумулятора - более легкого, эффективного и эффективного использования. сейчас в промышленности. Речь идет о твердотельном аккумуляторе, который по характеристикам значительно превосходит литийные аналоги. Производительность аккумуляторов является ключевым аспектом в разработке экологически чистых видов транспорта, таких как электрические самолеты. Батареи должны хранить множество энергии, необходимой для питания самолета, при этом они должны иметь небольшую массу и разряжаться с определенной скоростью. Для создания такого аккумулятора в SABERS использовали инновационные материалы, ранее не применявшиеся в этой сфере. За счет этого исследователям удалось добиться существенного прогресса. За последний год им удалось увеличить скорость разряда батареи сначала в десять раз, а затем еще в пять раз, приближая разработку к цели создания батареи для питания самолета. Использование инновационных материалов также позволило внести ряд изменений в конструкцию и способ упаковки твердотельных аккумуляторов. Это помогло уменьшить их массу и увеличить емкость. Вместо размещения каждого отдельного элемента аккумулятора в отдельном стальном корпусе, как это делается в случае литийных батарей, все элементы аккумулятора SABERS могут быть уложены вертикально внутри одного корпуса. Используя такой подход, исследователи наглядно показали, что твердотельные батареи могут питать машины мощностью 500 Втч/кг - вдвое больше, чем современные электромобили. "Такая конструкция не только устраняет 30-40% массы батареи, но и позволяет нам удвоить или даже утроить энергию, которую она может сохранять, что значительно превосходит возможности литийных батарей, которые считаются передовыми" , - сообщил один из участников проекта SABERS Рокко Виджано. Безопасность является еще одним из ключевых требований к использованию батарей в электрических самолетах. В отличие от литийных аккумуляторов, твердотельные батареи не загораются при физическом повреждении и могут продолжать работать даже в таком состоянии. Исследователи SABERS испытали свою батарею при разных давлениях и температурах. В результате было установлено, что она может работать при температурах почти вдвое выше литийных аккумуляторов, причем без необходимости привлечения сложных систем охлаждения.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026