Cинтетичний аналог шкіри хамелеона

 

Конспекти 10 клас за новою програмою 2018 року
 

Конспекти 10 клас за новою програмою 2018 року. Всі предмети! Детальніше...

 

Фізики з Росії і ряду зарубіжних країн створили гнучкий матеріал, здатний змінювати колір подібно шкірі хамелеона, використовуючи полімерні матеріали нового покоління. Рецепт з його виготовлення був опублікований в журналі Science.

“Поки що рано говорити про те, чи можна буде створювати м’які тканини і шкіру конкретно з цього матеріалу, але технологія керування механічними властивостями через структуру полімерних ланцюжків може стати в нагоді для цієї мети”, – пишуть Дмитро Іванов з МГУ імені М.В. Ломоносова і його колеги, які створили перший синтетичний аналог “хамелеонової шкіри”.

Шкіра хамелеонів давно викликала інтерес у фізиків та інших вчених. Тільки недавно вони виявили, що камуфляж цих ящерів побудований на базі “високих технологій”, фотонних нанокристалів, оптичними властивостями яких тварина може вільно керувати. Для цього хамелеон просто розтягує свою шкіру, збільшуючи відстані між кристалами і змушуючи світло по-іншому взаємодіяти з ними.

За останні роки, як зазначає Іванов, вченим вдалося створити кілька матеріалів, які поводяться схожим чином. У всіх них був один спільний недолік – вони не були гнучкими, подібно шкірі хамелеона, і не могли розтягуватися або стискатися. Це робило їх непотрібними для створення систем активного камуфляжу або пристроїв, що передають або обробляють дані.

Російські вчені та їхні закордонні колеги змогли вирішити цю проблему, створивши особливий полімерний матеріал, який не втрачає своєї міцності при розтягуванні і поводиться приблизно так само, як справжня шкіра.
Його основою слугують так звані еластомери – особливий тип полімерів, до числа яких належить звичайна гума. Вони складаються з безлічі паралельних ниток речовини, тісно переплетених між собою, але не з’єднаних міцними зв’язками. Завдяки цьому вони легко розтягуються і стискаються, і потім повертаються до колишньої форми при зникненні джерела деформацій.

У них є один великий недолік – їхня міцність помітно знижується при розтягуванні, що не дозволяє використовувати їх в якості аналогів шкіри. Іванов і його колеги змогли ліквідувати цей недолік, покривши поодинокі еластомерні нитки іншими молекулами. Це зробило їх схожими на йоржики для посуду або ванни, прикріплені до своєрідних “колючих кульок”.

Ці частини полімерних ниток, як розповідають вчені, володіють різними фізичними властивостями – “кульки” мають високу жорсткість і утримують всю конструкцію від розпаду, а “йоржики” – роблять її м’якою і пластичною. Змінюючи їхні розміри і відстань між окремими елементами цих структур, вчені можуть гнучко змінювати те, як вони реагують на розтягування і стиснення і інші деформації.

Експериментуючи з подібним “замінником шкіри”, російські фізики помітили, що вони мають ще одну цікаву властивість – “кульки” взаємодіють зі світлом приблизно так само, як фотонні кристали на шкірі хамелеонів. Відповідно, при розтягуванні подібного полімеру він змінює світло, що можна використовувати для створення систем камуфляжу.

Захисти свій комп’ютер та смартфон

ESET NOD32

Крім цього, подібний матеріал може знайти застосування в медичній промисловості, в якості основи для виготовлення різних протезів і гнучких імплантів, що не відрізняються за своїми механічними властивостями від тканин тіла людини. Розробка цього матеріалу стала можливою завдяки гранту Російського наукового фонду.

Відео:

 

Джерело: https://ria.ru





Залишити відповідь