A Mercei Kaliforniai Egyetem csapata olyan új anyagot fejlesztett ki, amely ütés vagy nyújtés hatására megkeményedik – írja a ScienceAlert. Az anyag segítségével a jövőben újfajta elektronikus eszközöket és érzékelőket fejleszthetnek ki.
Az úgynevezett adaptív tartósság fontos tulajdonság az anyagtudományban, hiszen védelmet ad a sérülésekkel szemben. Az új anyagot a főzéshez használt kukoricakeményítő ihlette. A nedves homokkal ellentétben, amelynek viszkozitása állandó, a kukoricakeményítő óvatos keverés esetén folyadékként, gyors kavarás, zúzás során pedig szilárd anyagként viselkedik.
A különbség hátterében az áll, hogy lassú mozdulatoknál az anyagban lévő részecskék taszítják egymást, gyors keverésnél viszont összeérnek, súrlódnak. Ez az eltérés a részecskék méretének tudható be.
A szakértők arra voltak kíváncsiak, hogy elérhetnek-e hasonló eredményt polimerrel. A csapat konjugált polimerekkel kezdett, ezek olyan speciális tulajdonságokkal bírnak, amelyeknek köszönhetően az anyag úgy vezeti az elektromosságot, hogy közben viszonylag puha és rugalmas marad.
Yue Wang és kollégái hosszú poli(2-akrilamid-2-metilpropánszulfonsav)-molekulákat, rövid polianilin-molekulákat és egy nagy hatékonyságú vezetőt, poli(3,4-etilén-dioxiotiofén) polisztirol-szulfonátot kombináltak. Ezzel olyan finom réteg jött létre, amely gyors ütések hatására deformálódott vagy megnyúlt.
Minél gyorsabbak voltak a csapások, annál keményebb lett az anyag. A következő lépésként a keverék finomításával mind az adaptív tartósságán, mind a vezetőképességén javítottak. A szakértők a két pozitívan és két negatívan töltött polimer kiválasztásával szuperkisméretű szerkezetű anyagot alkottak meg, amely olyan volt, mint a spagetti között lévő miniatűr húsgombócok. Utóbbiak elnyelték az ütéseket anélkül, hogy teljesen széttörtek volna.
A kísérletek alapján a pozitív töltésű 1,3-propándiamin nanorészecskék hozzáadása tovább javította a szívósságot. Ez kissé gyengítette a húsgolyókat és megerősítette a spagettiszálakat, aminek köszönhetően javult az anyag ellenállósága, illetve integritása.
A csapat szerint ha sikerülne nagy mennyiségben előállítani az anyagot, komoly haszna lehetne a laboratóriumon kívül.
Az anyagból akár személyre szabott elektronikus protéziseket, 3D nyomtatással pedig művégtagokat is kifejleszthetnének.
