Forskare har utvecklat nytt material som är lika flexibelt som elastiskt men tufft som stål

All-Nyheter
Forskare har utvecklat nytt material som är lika flexibelt som elastiskt men tufft som stål
Hem Alla nyheter Vetenskapsforskare har utvecklat nytt material som är lika flexibelt som elastiskt men ...
  • Alla nyheter
  • Vetenskap

Forskare har utvecklat nytt material som är lika flexibelt som elastiskt men tufft som stål

Av Good News Network - 27 februari 2019

En ny högteknologisk fiber som kombinerar elasticiteten hos gummi med styrkan hos en metall har utvecklats av amerikanska forskare.

Det tuffare okrossbara materialet efterliknar människans hud men leder också elektricitet och läker sig efter användning, viktiga faktorer för töjbar elektronik och mjuk robotik.

hemlösa behöver postadress

Det kan också användas för förpackningsmaterial eller nästa generations textilier.

'Ett bra sätt att förklara materialet är att tänka på gummiband och metalltrådar,' sade professor Michael Dickey vid North Carolina State University.

KOLLA UPP: Kirurger implanterar framgångsrikt världens första 3D-tryckta revben - och de planerar att göra ännu mer i framtiden

'Ett gummiband kan sträcka sig mycket långt, men det kräver inte mycket kraft för att sträcka det. En metalltråd kräver mycket kraft för att sträcka den, men den kan inte ta mycket belastning - den går sönder innan du kan sträcka den mycket långt. Våra fibrer har det bästa av båda världarna. '

'Tuffa material som finns i naturen bibehåller strukturell integritet i många biologiska vävnader mot yttre belastningar. Kollagen härdar till exempel huden i ett nätverk som innehåller buntade fibrer som snabbt och effektivt sprider energi och förhindrar att skär skärs ut. Mänsklig muskel förstärks av biomolekyltitinet, som utvecklas vändbart för att absorbera dragbelastningar.

Dessa typer av vävnader behöver inte bara vara töjbara för att rymma dragförändringar utan bör också vara tuffa för att undvika mekaniskt fel.

'Förmågan att efterlikna dessa egenskaper är viktig för både praktiska funktioner (till exempel förpackning och skyddsutrustning) och nya applikationer som genomgår förlängning (till exempel töjbar elektronik, mjuk robotik och elektronisk hud).'

KOLLA PÅ: Smart bildtextglasögon tillåter döva publikmedlemmar att titta direkt på live-teaterföreställare

Den nya fibern har en galliummetallkärna omgiven av en elastisk polymermantel, som är långt tuffare än antingen metalltråden eller polymerhöljet på egen hand.

När fibern placeras under spänning har fiberns hållfasthet av metallkärnan - men när metallen går sönder, misslyckas inte fibern eftersom polymerhöljet absorberar belastningen mellan brytningarna i metallen och överför spänningen tillbaka till metallkärnan.

Detta svar liknar det sätt som mänsklig vävnad håller ihop trasiga ben.

'Varje gång metallkärnan bryts bort sprider den energi, vilket gör att fibern kan fortsätta att ta upp energi när den förlänger,' säger Dickey. 'I stället för att knäppa i två när den sträcker sig, kan den sträcka sig upp till sju gånger sin ursprungliga längd innan den misslyckas, samtidigt som det orsakar många ytterligare brytningar i tråden på vägen.

MER: 'Det är inte riktigt ant-man-dräkten' men forskare upptäcker hur man kan krympa föremål till 1000: e deras ursprungliga storlek

För att tänka på det på ett annat sätt kommer fibern inte att knäppas och tappa en tung vikt. Istället, genom att släppa energi upprepade gånger genom interna pauser, sänker fibern vikten långsamt och stadigt. '

Galliumkärnan är också ledande, även om den förlorar sin konduktivitet när den inre kärnan bryts - men fibrerna kan också återanvändas genom att smälta metallkärnorna ihop igen.

Studiens motsvarande författare sa: 'Det finns ett stort intresse för konstruktionsmaterial för att härma hudens seghet - och vi har utvecklat en fiber som har överträffat hudens seghet men som fortfarande är elastisk som hud.

att förlåta är att frigöra en fånge

RELATERAD: Forskare skapar supertunna blad som kan ladda våra telefoner genom att skörda wifi från luften

'Vi använde gallium för detta bevis på konceptarbete, men fibrerna kunde ställas in för att förändra deras mekaniska egenskaper eller för att behålla funktionalitet vid högre temperaturer genom att använda olika material i kärnan och skalet.

'Detta är bara ett bevis på koncept, men det har mycket potential. Vi är intresserade av att se hur dessa fibrer kan användas i mjuk robotik eller när de vävs i textilier för olika tillämpningar. '

Studien publicerades i tidskriften Vetenskapliga framsteg.

(KOLLA PÅ utbildningsvideoen nedan)

Var säker och dela nyheterna med dina vänner på sociala medier ...

Coffee Cup

Vill du ha en morgondag med goda nyheter?


  • TAGS
  • Innovation
  • Teknologi
  • Forskning
  • Design
  • Robotics
Goda nyheter nätverk