Els científics han desenvolupat un nou material tan flexible com elàstic però resistent com l’acer

Totes Les Novetats

Científics nord-americans han desenvolupat una nova fibra d'alta tecnologia que combina l'elasticitat del cautxú amb la força d'un metall.

El material més resistent i irrompible imita la pell de l’ésser humà, però també condueix l’electricitat i es cura després de l’ús, factors importants per a l’electrònica elàstica i la robòtica suau.


També es podria utilitzar per a embalatges o tèxtils de nova generació.

'Una bona manera d'explicar el material és pensar en gomes i fils metàl·lics', va dir el professor Michael Dickey a la Universitat Estatal de Carolina del Nord .

COMPROVA: Els cirurgians han implantat amb èxit la primera costella impresa en 3D del món i tenen previst fer encara més en el futur

“Una goma es pot estirar molt lluny, però no cal molta força per estirar-la. Un fil metàl·lic requereix molta força per estirar-lo, però no pot agafar molta tensió: es trenca abans de poder estirar-lo molt lluny. Les nostres fibres tenen el millor dels dos mons '.


“Els materials resistents que es troben a la natura mantenen la integritat estructural de molts teixits biològics contra càrregues externes. El col·lagen, per exemple, endureix la pell en una xarxa que inclou fibres agrupades que dissipen l'energia de manera ràpida i eficaç i eviten la propagació dels talls. El múscul humà es veu reforçat per la biomina de la titina, que es desplega reversiblement per absorbir càrregues de tracció.

'Aquest tipus de teixits no només han de ser estirables per adaptar-se a la deformació de tracció, sinó que també han de ser resistents per evitar fallades mecàniques.


'La capacitat d'imitar aquestes propietats és important tant per a funcions pràctiques (per exemple, equips de protecció i embalatge) com per a aplicacions emergents que pateixen un allargament (per exemple, electrònica extensible, robòtica suau i pell electrònica)'.

VEURE: Les ulleres de subtítols intel·ligents permeten als membres del públic sord veure intèrprets de teatre en directe directament

La nova fibra té un nucli metàl·lic de gal·li envoltat per una funda elàstica de polímer, que és molt més dura que el fil metàl·lic o la funda de polímer per si sola.

Quan es posa sota tensió, la fibra té la força del nucli metàl·lic, però quan el metall es trenca, la fibra no falla ja que la funda de polímer absorbeix la tensió entre les ruptures del metall i torna a transferir la tensió al nucli metàl·lic.


Aquesta resposta és similar a la forma en què el teixit humà manté units els ossos trencats.

'Cada vegada que el nucli metàl·lic es trenca dissipa l'energia, cosa que permet que la fibra continuï absorbint l'energia a mesura que s'allarga', diu Dickey. 'En lloc de trencar-se en dos quan s'estira, pot estirar-se fins a set vegades la seva longitud original abans de fallar, mentre que provoca moltes trencades addicionals al fil durant el camí.

MÉS: 'No és el vestit ant-man', però els investigadors descobreixen com reduir els objectes fins a la seva mida original

'Per pensar-ho d'una altra manera, la fibra no caurà ni caurà pesat. En lloc d'això, alliberant energia repetidament a través de trencaments interns, la fibra redueix el pes lentament i de manera constant '.

El nucli de gal·li també és conductor, tot i que perd la conductivitat quan el nucli intern es trenca, però les fibres també es poden reutilitzar fonent els nuclis metàl·lics.

L’autor corresponent de l’estudi va dir: “Hi ha molt interès en l’enginyeria de materials per imitar la duresa de la pell, i hem desenvolupat una fibra que ha superat la duresa de la pell, però que encara és elàstica com la pell.

RELACIONATS: Els científics creen un ‘full’ molt fi que podria carregar els nostres telèfons collint wifi des de l’aire

'Hem utilitzat gal·li per a aquesta prova de treball conceptual, però les fibres es podrien ajustar per alterar les seves propietats mecàniques o per mantenir la funcionalitat a temperatures més altes mitjançant l'ús de diferents materials al nucli i la carcassa.

“Això només és una prova de concepte, però té molt de potencial. Ens interessa veure com aquestes fibres es podrien utilitzar en robòtica tova o quan es teixissin en teixits per a diverses aplicacions ”.

L’estudi es va publicar a la revista Avenços científics .

(VEUREel vídeo educatiu següent)

Assegureu-vos i compartiu les notícies amb els vostres amics a les xarxes socials ...