Hitech logo

новые материалы

Плетеная ткань из двух полимеров выдерживает огромную нагрузку

TODO:
Георгий ГоловановСегодня, 04:53 PM

Обратившись к древним техникам ткачества, китайские ученые разработали новый полимерный материал из переплетенных на молекулярном уровне полимерных цепей. Материал получился настолько прочным и жестким, что даже крошечное его количество способно оторвать от земли или сдвинуть тяжелый предмет — в ходе одного из испытаний он буксировал автомобиль массой 2,1 тонны. Описанный в журнале Nature подход открывает путь к разработке современных материалов с заданными свойствами для промышленного применения.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Появление полимеров, особенно синтетических, значительно расширило технологические возможности человечества, предоставив в наше распоряжение невиданные ранее материалы. Однако ограничения, присущие однотипным полимерам, часто ограничивают их применение в новых областях. Для решения этих задач необходимо объединять различные виды полимеров, добиваясь эффективного сочетания преимуществ и свойств различных типов материалов.

Современные методы интеграции полимеров, например, смешивание и сополимеризация, часто не позволяют достичь эффективного синергетического эффекта. Поэтому они не могут полностью раскрыть потенциал многокомпонентных полимерных материалов, пишет Nature. Метод плетения, посредством которого простые материалы переплетаются друг с другом наподобие нитей в тканях, уже доказал свои преимущества. Он позволяет достигать высокой степени интеграции и синергии между сегментами, образуя сложные и изысканные топологические структуры и придавая тканям исключительные механические свойства.

Специалисты из Чжэцзянского университета решили воспользоваться этим методом и соединить узлами на молекулярном уровне полимеры разного типа. В качестве основы они взяли гибкие полиуретановые нити, а жесткие цепи эпоксидной смолы применили в качестве нити утка, получив на выходе прочную ткань.

Такая молекулярная архитектура обеспечила хорошие эксплуатационные характеристики. При использовании в качестве клея материал продемонстрировал более чем вдвое больший предел прочности на сдвиге, чем у стандартных контрольных образцов. А в испытаниях небольшой кусочек размером всего 2,5 на 1,3 см смог не порваться при буксировке автомобиля массой 2,1 тонны.

Новый тип пластика— ферроэлектрический полимер без фтора— разработали в США. Он разлагается в естественных условиях без выделения токсичных веществ, упругий, как резина, и проводит электричество.