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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Гаджет для поцелуев на расстоянии 28.02.2023 В Китае изобрели устройство для поцелуев на расстоянии. Компания-производитель утверждает, что он позволит парам почувствовать "настоящую" физическую близость. Устройство имеет теплые, подвижные кремниевые губы, способные имитировать настоящий поцелуй, воспроизводя давление, движение и температуру губ пользователя. Также он умеет передавать звуки. Для отправки поцелуя необходимо загрузить приложение на телефон и подключить устройство к зарядному порту телефона. После создания пары со своими партнерами в приложении можно начать видеовызов и передавать поцелуи друг другу. Также пользователи могут создавать пары с незнакомцами с помощью функции kissing square. Если двое незнакомцев нравятся друг другу, то они могут договориться обменяться поцелуями. Поцелуй можно также сохранить и загрузить в телефон. Устройство стоит 288 юаней (41 долларов).

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026