html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Из гидрогеля сделали самовосстанавливающийся датчик механической нагрузки

Yi-Zhou Zhang et al. / Science Advances, 2018

Ученые из Саудовской Аравии создали проводящий гидрогель на основе двумерного материала, способный растягиваться в десятки раз и восстанавливаться после повреждений, а также обладающий крайне высокой зависимостью сопротивления от растяжения и сжатия. Исследователи предлагают использовать это свойство для создания чувствительных датчиков механических нагрузок и создали несколько таких прототипов, сообщается в журнале Science Advances.

Сразу несколько технологических областей, например, носимая электроника и мягкая робототехника, нуждаются в материалах, которые можно использовать для создания электронных компонентов без снижения основных свойств конструкции. В частности, немало ученых создают эластичные проводящие материалы для датчиков растяжения. Но зачастую эти материалы не имеют достаточной чувствительности и их электромеханические свойства нестабильны и сильно меняются после небольшого количества растяжений.

Группа ученых под руководством Хусама Аль-Шарифа (Husam Alshareef) из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы создали композитный материал, лишенный этих недостатков. Материал состоит из гидрогеля на основе поливинилового спирта, а также включений карбида титана, принадлежащего к классу материалов, известных как MXene. Это класс двумерных материалов, имеющих толщину в несколько атомных слоев и состоящих из карбидов, нитридов и карбонитридов переходных металлов. Авторы выбрали именно его по нескольким причинам. Известно, что благодаря тому, что при сжатии пластинок такого материала расстояние между ними и его проводимость меняются, его можно использовать в качестве чувствительного датчика давления. Кроме того, к поверхностному слою материала присоединяются функциональные группы, влияющие на свойства гидрогеля, например, гидроксильная группа, увеличивающая количество водородных связей в гидрогеле.

Строение гидрогеля

Yi-Zhou Zhang et al. / Science Advances, 2018

Благодаря комбинации двух разных классов материалов в одном композите ученые получили целый набор необычных свойств. Исследователи показали, как 2,5-сантиметровый фрагмент гидрогеля растягивается до 86 сантиметров без разрыва. Кроме того, наличие множества водородных связей позволяет гидрогелю восстанавливаться после разрывов и показывать после этого такую же растяжимость. Также материал обладает крайне высоким отношением изменения сопротивления к деформации при растяжении — 25 — а при сжатии это отношение вырастает до 80. Авторы утверждают, что чувствительность полученного ими сенсора механической нагрузки выше, чем у аналогичных сенсоров из работ других ученых.

Схема изменения электрических свойств при механических нагрузках

Yi-Zhou Zhang et al. / Science Advances, 2018

Ученые обнаружили, что кроме измерения сжатия или растяжения материал можно использовать и для обнаружения простых жестов по его поверхности. Это происходит из-за того, что в зависимости от направления движения основным становится сжатие или растяжение материала, что приводит к изменению сопротивления в ту или иную сторону. Кроме того, поскольку из-за вязкоупругих свойств гидрогеля при высокой скорости он не может полностью восстановиться после деформации, это можно использовать для определения скорости, а не только направления движения по поверхности.

Изменение сопротивления в зависимости от направления движения

Yi-Zhou Zhang et al. / Science Advances, 2018

В 2016 году ученые сделали на основе гидрогеля другой материал, меняющий свои свойства при растяжении. Во время механической нагрузки материал увеличивает свое свечение, причем цвет свечения можно задавать на этапе создания с помощью добавок.

Григорий Копиев

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с nplus1.ru

2

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • nplus1.ru
          • ученые
          • университет
          • домен nplus1.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции