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:

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 Любители сладкого склонны к алкоголизму 17.07.2013 Исследования показали, что существует прямая связь между пристрастием к сладкому и склонностью к алкоголизму. Кроме того, ученые из Медицинской школы Университета Индианы обнаружили с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (МРТ), что алкоголизм связан с орбито-фронтальным отделом головного мозга, который так же отвечает за реакцию на сладкий вкус. Анализ функционирования данного отдела мозга может служить маркером повышенного риска алкогольной зависимости. Ранее ученые установили, что животные с пристрастием к алкоголю, предпочитают пить сладкую воду. Но новое исследование показало, что существует и обратная зависимость - животные, которые любят сладкое, пьют больше алкоголя. Для обнаружения связи между пристрастием к сладкому и алкоголю у людей требуется учитывать дополнительные факторы, однако некоторые научные исследования уже доказывают, что алкоголики или люди без алкогольной зависимости, имеющие в истории семьи случай алкоголизма, отдают предпочтение сладкой пище. Для исследования ученые выбрали 12 мужчин и 4 женщины. Все участники эксперимента были молодые (26 лет) и здоровые. Каждому из них провели вкусовой тест - проверили их реакцию на прием сладкой пищи с помощью МРТ. Кроме того, ученые узнавали об алкогольных пристрастиях испытуемых - количество выпиваемого, частота питья и т.д. Таким образом исследователи хотели определить область мозга, которая отвечает за восприятие сладкого, а также попытались узнать, похожа ли эта реакция мозга на реакцию при потреблении алкоголя. Тенденция была такова, что у тех, кто пил больше алкоголя (имеется в виду количество алкоголя, выпитого за один вечер) реакции на сладкую воду в левом орбито-фронтальном отделе мозга были сильнее. Кроме того, эти же люди в своих субъективных оценках отмечали именно сладкую воду как предпочтительную. Ученые считают, что требуется больше исследований связи между предпочтением сладкого и склонностью к алкоголизму. Известно, что зависимость от алкоголя вызвана несколькими факторами, однако важно найти конкретный отдел мозга, который формирует своеобразный "поощрительный" сигнал. Более того, пристрастие людей к сладкому, реакция их мозга на его принятие, может служить маркером для выявления людей с риском развития алкоголизма.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025