Mikrouzly zdvojnásobujú pevnosť nového materiálu v ťahu
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 24. 3. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Uzly sú známe tým, že zvyšujú pevnosť materiálov, od DNA až potenciálne po samotnú štruktúru vesmíru. Inžinieri z Kalifornského technologického inštitútu teraz vyvinuli nový materiál pozostávajúci z uzlov v mikrorozmeroch a dokázali, že je oveľa pevnejší ako verzia materiálu vyrobená z rovnakého materiálu bez mikrouzlov.
Materiál je vyrobený z polymérov usporiadaných do série základných nadväzujúcich uzlov s dodatočným skrútením, ktoré absorbuje viac energie. Vlákna však nie sú fyzicky zviazané do týchto uzlov. Namiesto toho sú do tohto tvaru vytlačené 3D tlačou, čo je jednoduchšie na ich výrobu a zabraňuje to ich rozviazaniu. Každý uzol meria približne 70 mikrometrov na výšku a šírku, vďaka čomu sa prvýkrát podarilo vytvoriť materiál zložený z uzlov takejto veľkosti.
Uzlový materiál bol potom podrobený záťažovým testom, pri ktorých bol natiahnutý až na hranicu pretrhnutia. Tento materiál sa porovnal s verziou materiálu vyrobeného z rovnakého materiálu, ale s prepletenou štruktúrou namiesto uzlovej. A skutočne, uzly umožnili materiálu absorbovať o 92 % viac energie a vydržať viac ako dvojnásobné namáhanie pred prasknutím, ako druhý materiál s prepletenou štruktúrou.
Tím tvrdí, že odolnosť a deformovateľnosť týchto druhov uzlových materiálov by im mohla nájsť využitie v biomedicíne a v letectve. V budúcej práci výskumníci plánujú skúmať materiály vyrobené s komplexnejšími uzlami.
„Schopnosť prekonať všeobecný kompromis medzi deformovateľnosťou materiálu a húževnatosťou v ťahu (schopnosť natiahnuť sa bez porušenia) ponúka nové spôsoby navrhovania zariadení, ktoré sú mimoriadne flexibilné, odolné a môžu pracovať v extrémnych podmienkach,“ povedal Widianto P. Moestopo, hlavný autor štúdie.
Výskum bol nedávno uverejnený v Science Advances.
