Вчені створили новий матеріал, здатний змінювати свою форму безліч раз

431 Views Comment Off

Матеріали перших поколінь відновлювали свою форму під впливом високої температури, більш складні матеріали робили це під впливом електричного або магнітного поля. Але всі ці матеріали використовують лише одну свою властивість – еластичність, що дозволяє їм приймати одну форму при нагріванні і повертатися в початковий стан при наступному охолодженні. Не так давно з’явився ще один подібний полімерний матеріал і його головною особливістю є те, що він здатний не тільки пам’ятати його початкову форму, але і “запам’ятати” чергову нову форму. Наразі цей матеріал діє тільки під впливом високої температури, але подальші роботи в даному напрямку дозволять створити нове покоління функціональних матеріалів, які можна використовувати в широкому колі областей, починаючи від виготовлення медичних імплантатів до виготовлення здатної змінювати свою форму електроніки.

“Деякі пружні матеріали з пам’яттю форми можуть запам’ятовувати всього дві або три форми. Наші дослідження, які проводяться з 2005 року, дозволили створити матеріал, здатний приймати сотні і тисячі різних форм. І цього нам вдалося добитися на рахунок використання не тільки властивості еластичності матеріалу, але й інших подібних властивостей, таких, як пластичність” – розповідає Тео Ксі, інженер-хімік з державної Лабораторії хімічного машинобудування в Ханчжоу (Китай).

Створюючи новий матеріал, китайські вчені взяли за основу відомий пружний матеріал під назву PCL. Для додання йому пластичності в нього був доданий пластифікатор 1,5,7-triazabicyclo [4.4.0] dec-5-ene (TBD). При підвищенні температури вище порога пружності, матеріал змінює свою форму з поточною на одну із заданих, але якщо температура продовжує підвищуватися і стає вище порога пластичності, вплив пластифікатора TBD перестає діяти і матеріал може прийняти ще одну з форм. Однак, якщо в цей момент матеріалу фізично задати якусь форму, то нова форма замінить собою попередню “початкову” форму.

RD_sn-origamiEMBED

Ключовим моментом суміщення матеріалів PCL і TBD є те, що температури порогів еластичності і пластичності знаходяться досить далеко один від одного, 70 і 130 градусів Цельсія, що дозволяє досить легко перемикати матеріал між його формами. А вибірковий нагрів окремих ділянок матеріалу дозволить матеріалу приймати одну з практично незліченної кількості форм.

Демонструючи можливості нового матеріалу, Тео Ксі і його колеги взяли квадрат зі стороною в 30 міліметрів і шляхом зміни навколишньої температури змусили цей матеріал демонструвати “чудеса орігамі”, використовуючи зміни властивостей еластичності і пластичності. Крім цього, новий матеріал відрізняється високою стійкістю, він здатний змінювати свою форму сотні раз, не демонструючи ні найменших ознак “втоми”.

На даний момент китайські вчені вже працюють над створенням чергового варіанта матеріалу, який буде працювати при більш низьких температурах. “Найбільшими проблемами для нас є не проблеми технічного плану. Набагато важче придумати те, що можна зробити, точніше, чого не можна зробити за допомогою нового матеріалу” – розповідає Тео Ксі, – “Адже кількість сфер його застосування майже необмежена, і найголовнішою з них ми бачимо гнучку електроніку. Уявіть собі електронну газету, яка стає плоскою під впливом тепла ваших рук, і приймає компактну форму, коли ви її відкладаєте убік”.

... ... .
In : Техно

Related Articles

404