Materiał, który wzmacnia się pod wpływem nacisku

Źle go "traktują", a on robi się coraz mocniejszy – tak w skrócie można by scharakteryzować polimer, który stał się przedmiotem intensywnych badań. Wyjaśnienie jego fenomenalnych właściwości to dopiero jest wyzwanie!

Materiał, który wzmacnia się pod wpływem nacisku 1
Katarzyna Kieś

Źle go "traktują", a on robi się coraz mocniejszy – tak w skrócie można by scharakteryzować polimer, który stał się przedmiotem intensywnych badań. Wyjaśnienie jego fenomenalnych właściwości to dopiero jest wyzwanie!

Naukowcy z Uniwersytetu Rice, którzy eksperymentują z dziwnym materiałem, otwarcie przyznają, że na razie nie mają pojęcia, dlaczego syntetyk zachowuje się tak, a nie inaczej. A zachowuje się dziwnie – niczym ciało poddawane regularnym treningom wzmacniającym: im częściej się je ćwiczy, tym mięśnie i kości są mocniejsze.

Materiał, który zadziwił amerykańskich naukowców, to nanokompozyt: polimer łączony z nanorurkami węglowymi. Jeśli regularnie oddziałuje na niego siła, materiał ten staje się mocniejszy. Oczywiście, istnieją materiały o podobnych właściwościach, ale są to substancje o charakterze krystalicznym. Natomiast tu mamy do czynienia z polimerem.

Warunkiem koniecznym do uzyskania wzrostu sztywności i wytrzymałości kompozytu jest oddziaływanie regularnie pojawiającej się siły – niczym systematycznie powtarzanej gimnastyki. Może być to np. ściskanie. Co ważne, i co udało się bezsprzecznie ustalić, to fakt, że epizod w postaci jednorazowego ściśnięcia nie zmienia wytrzymałości nanokompozytu. Za to cykliczne ściskanie – to też udowodniono doświadczalnie – jak najbardziej.

Innowacyjne tworzywo było poddawane ściskaniu 5 razy na sekundę przez tydzień. Okazało się, że po tym czasie sztywność kompozytu wzrosła o 12%. I wykazywała tendencję wzrostową – czyli jeśliby oddziaływać na materiał dalej, kto wie, jak bardzo mógłby się wzmocnić. Niestety, uczeni poprzestali na tygodniowym „trenowaniu” nanokompozytu. Uzyskany wynik wystarczająco dobitnie wskazywał na to, że w ten sposób można ze zwykłego nanokompozytu uzyskać swoistego mistrza w danej klasie materiałów.

Żeby tak można było jeszcze zrozumieć, dlaczego wzrasta sztywność materiału, w którym połączono cząstki polimeru z nanorurkami...

Na wyjaśnienie przyjdzie nam jeszcze poczekać. Zespół z Rice wyeliminował już hipotezę o postępującym usieciowaniu w polimerze. Póki co naukowcy tłumaczą wzmocnienie nanokompozytu dość ogólnikowo: tym, że połączenia między poszczególnymi składnikami tego materiału w pewnym sensie „ewoluują” podczas oddziaływania siły (cokolwiek miałoby to oznaczać).

Nie wiemy, dlaczego z nanokompozytem dzieje się to, co się dzieje, ale wiemy już, do czego ten niezwykły materiał może się przydać. A może znaleźć zastosowanie np. w medycynie – konkretnie w chirurgii i ortopedii. Według wizji amerykańskich naukowców można by z opisywanego materiału wykonywać implanty chrząstek. Tego typu nanokompozytowy zastępnik pod wpływem ruchów ciała stawałby się coraz mocniejszy.

Źródło: nanowerk

Źródło artykułu: WP Gadżetomania

Wybrane dla Ciebie

Rekordowa odległość. Sonda Psyche przekazała sygnał z odległości 350 mln km
Rekordowa odległość. Sonda Psyche przekazała sygnał z odległości 350 mln km
Napęd plazmowy. Nowa broń w walce z kosmicznymi śmieciami
Napęd plazmowy. Nowa broń w walce z kosmicznymi śmieciami
To przez działalność człowieka. Rekiny wielorybie są zagrożone
To przez działalność człowieka. Rekiny wielorybie są zagrożone
NGC 2775. Galaktyka, która wymyka się klasyfikacji
NGC 2775. Galaktyka, która wymyka się klasyfikacji
Powstają na Syberii. Naukowcy wskazują na gaz ziemny
Powstają na Syberii. Naukowcy wskazują na gaz ziemny
Ten fotosynentyczny mikroorganizm jest zagrożony. Naukowcy alarmują
Ten fotosynentyczny mikroorganizm jest zagrożony. Naukowcy alarmują
Nowy model AI przewiduje choroby z wyprzedzeniem 10 lat
Nowy model AI przewiduje choroby z wyprzedzeniem 10 lat
Tajemniczy "ciemny tlen" odkryty na dnie Pacyfiku
Tajemniczy "ciemny tlen" odkryty na dnie Pacyfiku
Nowa metoda recyklingu plastiku. Rozłoży nawet PVC
Nowa metoda recyklingu plastiku. Rozłoży nawet PVC
Jest ich mniej. Nawet w środowiskach, gdzie nie ingeruje człowiek
Jest ich mniej. Nawet w środowiskach, gdzie nie ingeruje człowiek
Sen i ryzyko demencji. Są nowe odkrycia
Sen i ryzyko demencji. Są nowe odkrycia
Do 2500 r. może jej już nie być. Alarmujące prognozy dla syberyjskiej tundry
Do 2500 r. może jej już nie być. Alarmujące prognozy dla syberyjskiej tundry