Впервые получен распухающий при растяжении однородный материал

Ученые исследовали свойства нового синтетического полимера из жидких кристаллов. Он оказался первым веществом без специфической структуры, расширяющимся при растяжении. Результаты представлены в журнале Nature Communications.

Существует особая группа материалов под названием ауксетики, которые необычным образом меняются под действием растягивающей силы: становятся толще, а не сжимаются. В науке отношение поперечного сжатия к продольному растяжению называется коэффициентом Пуассона, который для ауксетиков принимает отрицательное значение. Все известные до недавнего момента ауксетики обладали сложной внутренней структурой на молекулярном или макроскопическом уровне. Известны как синтетические, так и природные ауксетики, к которым, в частности, относятся кошачья кожа, человеческие связки и защитные слои в раковинах мидий. Ученые предполагали, что может существовать естественно ауксетичный материал, которому не нужна специфическая структура для того, чтобы проявлять такие свойства, но его поиски в течение 30 лет не увенчались успехом.

В новой работе исследователи из Великобритании объявили об открытии такого вещества. Оно относится к эластомерам из жидких кристаллов, то есть является полимерной сетью длинных молекул с небольшим количеством поперечных связей. Его основным преимуществом по сравнению с остальными ауксетиками можно назвать относительную простоту изготовления. Также он при определенных параметрах нагрузки обладает рекордно отрицательным коэффициентом Пуассона, равным -0,74. Впрочем, авторы открытия отмечают, что нужны дополнительные исследования для того, чтобы детально определить свойства материала, оптимизировать параметры и способ его получения, что в результате позволит найти подходящие области применения.

«Это открытие действительно захватывающе и существенно повлияет на продукцию в целом спектре направлений, — говорит ведущий автор работы Девеш Мистри из Университета Лидса. — Ауксетики очень хорошо поглощают энергию и сопротивляются разрушению. Существует множество потенциальных областей, где они могут применяться, в том числе в разработке бронежилетов, архитектуре и медицинском оборудовании».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.