دانشمندان ماده عجیب و غریب جدیدی اختراع کردند که وقتی به آن ضربه وارد میشود، سختتر میشود
این «دوام تطبیقی»، یک ویژگی مهم از نظر علم مواد است.
این ماده جدید در واقع از نشاسته ذرت مورد استفاده در پخت و پز الهام گرفته. بر خلاف شن و ماسه مرطوب که دارای ویسکوزیته ثابتی است چه مخلوط و چه پانچ شده، دوغاب نشاسته ذرت وقتی به آرامی همزده میشود مانند یک مایع عمل میکند و وقتی سریع پانچ میشود، مانند یک جامد عمل میکند.
وقتی نشاسته ذرت را به آرامی له میکنید، ذرات ریز یکدیگر را دفع میکنند و باعث میشوند مانند یک مایع عمل کنند. اما اگر سریع برخوردی با آن انجام شود، این ذرات با هم تماس میگیرند و باعث اصطکاک میشوند و مانند یک جامد عمل میکنند. این تفاوت در رفتار به دلیل اندازه ذرات است.
محققان میخواستند ببینند که آیا میتوانند همان نتایج را از یک ماده پلیمری به دست آورند.
برای دستیابی به این هدف، تیم با پلیمرهای مزدوج شروع کرد: پلیمرهایی با خواص ویژه که به مواد کمک میکنند جریان الکتریسیته را هدایت کنند و در عین حال نسبتاً نرم و انعطافپذیر بمانند.
در این مورد، آنها مولکولهای بلند پلی (۲-اکریلامیدو-۲-متیل پروپان سولفونیک اسید)، مولکولهای کوتاه پلی آنیلین و یک هادی بسیار کارآمد – پلی (۳، ۴-اتیلن دی اکسی تیوفن) پلی استایرن سولفونات (PEDOT: PSS) را ترکیب کردند.
هرچه ضربات سریعتر باشد، ماده سختتر میشود. افزودن ۱۰ درصد PEDOT: PSS بیشترین دوام تطبیقی و رسانایی را ایجاد کرد.
به گفته محققان، انتخاب دو پلیمر با بار مثبت و دو پلیمر با بار منفی، مادهای با ساختارهای فوقالعاده کوچک مانند کوفتههای مینیاتوری در یک کاسه اسپاگتی ایجاد میکند. این «کوفتهها» شوک ناشی از ضربهها را جذب میکنند.
پروتزهای الکترونیکی شخصیسازی شده و اندامهای مصنوعی میتوانند از این ماده همه کاره با استفاده از پرینت سه بعدی ساخته شوند.
این تحقیق در نشست بهار ۲۰۲۴ انجمن شیمی آمریکا ارائه شده بود.
مطالب مرتبط
