Інженери з Університету Вірджинії розробили інноваційну полімерну структуру, яка усуває головну дилему матеріалознавства — компроміс між міцністю та еластичністю. Новий матеріал здатний розтягуватися до 40 разів від початкової довжини, залишаючись при цьому надзвичайно міцним.
Про це повідомляє interestingengineering.com.
З часів відкриття вулканізованої гуми в 1839 році вчені прагнули об’єднати ці властивості в одному полімері. Зазвичай досягти цього складно через хімічні поперечні зв’язки в структурі: їхня прямо пропорційна жорсткості, але при цьому вона робить меншою здатність до розтягування. Інженери вирішили цю задачу, створивши унікальну молекулярну архітектуру.
Новий полімер побудований за принципом “йоржика для пляшок”: центральний стрижень, схожий на гармошку, забезпечує міцність, а бічні ланцюги додають еластичності. Під час розтягування ці ланцюги розкручуються, підтримуючи структурну цілісність. При цьому жорсткість регулюється гнучкістю бічних компонентів, що дозволяє адаптувати матеріал до різних вимог.
Ця конструкція є універсальною: змінюючи склад бічних ланцюгів, можна створювати матеріали для роботи в екстремальних умовах, наприклад, при низьких температурах, або біосумісні гелі для медичних потреб. Новий полімер підходить для різних сфер застосування, зокрема в м’якій робототехніці, гнучкій електроніці, медичних пристроях і протезуванні.
Крім унікальних механічних властивостей, ці полімери підтримують 3D-друк, а також можуть бути збагачені функціональними частинками для додаткових характеристик, як-от електропровідність, реакція на світло чи магнетизм. Це відкриває можливості для їх використання в побутовій техніці, транспорті, медицині й електроніці.
Цей прорив не лише вирішує одне з ключових обмежень у матеріалознавстві, але й відкриває перспективи для створення нових поколінь високотехнологічних матеріалів, наближаючи нас до реалізації найсміливіших інженерних задумів.