Мидии помогли создать сверхпрочный полимер

09.11.2017

Ученые из университета Калифорнии в Санта-Барбаре (США), под руководством Меган Валентайн (Megan Valentine), "вдохновившись" примером мидий, создали новый сверхпрочный материал.

Морские мидии прикрепляются к подводным камням чрезвычайно надежно: их не в силах сорвать с места никакой шторм. Секрет такой цепкости - в вырабатываемом ими особом полимерном материале, внутренняя структура которого скреплена одновременно ковалентными связями между атомами и ионными связями между молекулами. Получающееся вещество одновременно эластично и прочно на разрыв.

Ученые уже некоторое время работают над созданием аналогичных искусственных материалов. Самый перспективный метод заключается в присоединении особых отрицательно заряженных химических групп, катехолов, в нити гелеобразных полимеров, уже имеющим внутри себя ковалентные связи. Затем полимер насыщают положительно заряженными ионами железа (Fe), которые образуют связи с несколькими соседними катехолами, "сшивая" нити полимера между собой.

Этот метод до сих пор имел один существенный недостаток: синтез таких полимеров происходил в водной среде, соответственно материал получался с самого начала набухшим от воды и к дальнейшему растяжению без разрывов был мало способен. Валентайн с коллегами решили исправить этот недочет, взяв за основу сухой гелевый полимер полиэтиленгликоль (ПЭГ).

Синтезировав ПЭГ, они присоединили к его нитям катехоловые группы, закрыв каждую из них еще одной химической группой-"колпаком", чтобы катехолы не реагировали с атмосферным кислородом. Прямо перед "сшиванием" нитей ПЭГ ионами железа, ученые удалили "колпаки", обработав материал кислотой.

Получившийся материал, как показали тесты, по прочности превосходит обычный полиэтиленгликоль в 100-1000 раз, и при этом способен растягиваться в несколько раз, поглощая значительную энергию. В перспективе, пишут авторы, возможно, его удастся еще и "научить" самостоятельно заращивать небольшие повреждения.

<< Назад: Новый мировой рекорд скорости среди автомобилей 10.11.2017

>> Вперед: Компактный 4K-проектор Canon XEED 4K600Z 09.11.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Закрученный свет тормозит 30.03.2016 В соответствии со специальной теорией относительности Эйнштейна скорость света в вакууме представляет собой универсальную физическую константу, равную 299 792 458 метров в секунду. Исследователи из университета Оттавы обнаружили, что закрученный свет распространяется на 0,1% медленнее. Закрученный свет - это световая волна, у которой световой фронт не плоский, а определенным образом поворачивается. В простейшем случае он имеет вид спирали, похожей на штопор - он не только распространяется вперед, но и как бы вращается вокруг направления своего движения. Физики говорят, что у него есть орбитальный угловой момент. Если свободно подвешенное тело будет поглощать такой свет, то оно начнет вращаться. Явление закручивания света не надо путать с круговой поляризацией света, при которой фронт волны плоский, а по мере распространения происходит поворот направления электрического поля. Любопытно, что обычный луч света создает на экране пятно, а закрученный - кольцо. В первый раз исследователи обнаружили замедление закрученного света, когда обычный лазерный луч и свет с десятью поворотами не пришли на детектор одновременно. А вот измерить запаздывание луча, которое в экспериментах менялось от десятых долей до 23 фемтосекунд (10-15 с), оказалось крайне сложной задачей. Больше года ученые затратили на разработку подходящего метода, основанного на взаимодействии закрученного луча с исходным лучом, прошедшим линию задержки. Замедление скорости закрученного света в вакууме не опровергает теорию относительности. Авторы работы объясняют его тем, что свет такой сложной структуры отклоняется от направления кратчайшего распространения между двумя точками и проходит, таким образом, чуть большее расстояние. Первый пучок закрученного света был получен в 1995 году. Перспективы его использования как в научных, так и практических целях были настолько велики, что физики довольно быстро научились получать закрученный свет и управлять им. В настоящее время закрученный свет используется как инструмент исследований на микроуровне, для кодирования и повышения скорости передачи информации. Он мог бы сильно пригодиться в создании квантовой связи и квантовых компьютеров. Поэтому открытый эффект может иметь большое значение.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025