Создан чувствительный к нажатию самовосстанавливающийся пластик

Кожа человека, с одной стороны, реагирует на прикосновение, отсылая сигналы в человеческий мозг, с другой — имеет способность к самовосстановлению и эффективно защищает организм от внешних воздействий. Создать синтетический материал с аналогичными свойствами пытаются ученые Стэнфордского университета (США).

Исследовательской группой под руководством профессора Женань Бао (Zhenan Bao) предложен первый синтетический материал, который, с одной стороны, чувствителен к нажатию, а с другой — способен быстро восстанавливать свою структуру при комнатной температуре. Этот материал может использоваться для создания самовосстанавливающихся от повреждений электронных устройств. Результаты исследований опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.

Специалисты использовали пластик, состоящий из длинных молекул, соединенных между собой водородными связями — они создают достаточно слабое притяжение между положительно заряженными частями одного атома и отрицательно заряженными частями другого. Такие динамичные связи позволяют материалу самовосстанавливаться. В этот эластичный полимер ученые добавили никель, — его сверхмалые частицы имеют грубую поверхность, обеспечивают проводимость и повышают механическую прочность материала.

Далее ученые провели ряд тестов для проверки способности самовосстановления структуры и проводящих свойств. Тонкую полоску материала нарезали скальпелем, а затем прижимали части друг к другу. Оказалось, что достаточно несильно сжать части в течение 2 с, чтобы материал восстановил свойства прочности и электропроводности на 75%. Для полного восстановления требовалось около получаса.

Кроме того, новый материал реагирует на нажатие — это очевидно, поскольку под давлением расстояние между наночастицами никеля уменьшается, а следовательно, меняется сопротивление материала. Материал также чувствителен к изгибанию.

В перспективе ученые намерены оптимизировать размер и форму наночастиц, возможно, химические свойства исходного полимера. И, конечно, попытаться создать прозрачный материал с аналогичными свойствами — его можно будет использовать для экранов и самых разных гибких электроприборов.

Образец материала после надрезов скальпелем восстанавливается всего за 30 мин

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365