Вдохновленные необычайно прочным паучьим шелком, исследователи из Норвежского университета естественных и технических наук разработали новый материал, который бросает вызов утверждению о том, что прочность не может сочетаться с мягкостью.

Новый «паучий» материал представляет собой полимер с говорящим названием «эластомер», который может тянуться как резина. Это новый тип эластомера, который содержит молекулы, имеющие восемь водородных связей в одном повторяющемся элементе. Именно эти связи делают его очень прочным.

На создание необычного материала, прочного, но эластичного и мягкого, ученых вдохновило изучение природного мира.

Паучий шелк имеет такую же структуру. Мы знали, что изучение пауков может привести к особенным идеям, — сообщили создатели «паучьего» материала.

Твердые предметы — необязательно прочные. К примеру, стекло твердое, но не все типы стекла достаточно прочные, чтобы выдержать большую нагрузку.

Паутина — один из самых прочных природных материалов.

© Pixabay

Ученые подчеркивают, что имеющиеся на рынке варианты коммерческих материалов — это компромисс между прочностью и эластичностью, но современным синтетическим эластомерам всё-таки далеко до истинной паучьей прочности.

Новый эластомер лишен таких проблем: он мягкий, но при этом очень прочный. После его изготовления команда использовала атомно-силовой микроскоп с разрешением в доли нанометра, чтобы подробнее изучить свойства своего материала.

Ученые увидели, что восемь водородных связей позволяют материалу грамотно распределять напряжение, побуждая любые трещины разветвляться, а не продолжать движение по прямому пути. За счет большей поверхности излома изобретение обладает более высокой прочностью.

Помимо своих механических свойств, материал оптически прозрачен, а исследования показывают, что он может даже самовосстанавливаться при температурах выше 80 °C.

Изобретение под увеличением атомно-силового микроскопа.

© Норвежский университет

С таким потенциалом изобретение найдет успешное применение в электронике: например в корпусах смартфонов, которые часто бьются, или в других устройствах, которые страдают от перегревов под прямыми солнечными лучами.

Команда подала патент на свой материал еще в марте, но продолжает работать над приданием ему других желаемых свойств.

Помимо защиты от перегрева, ученые хотят добавить изобретению защиту от обледенения и водных микроорганизмов, чтобы к изделиям из нового эластомера не могли прикрепляться мидии и водоросли. Как поясняет команда, благодаря этим свойствам материал можно будет использовать в экстремальных условиях, например в Арктике.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы и первыми узнавайте о главных новостях и важнейших событиях дня.