Полимерные аэрогели представляют собой нанопористые структуры, которые сочетают в себе некоторые из крайне востребованных свойств материалов, такие как гибкость и механическая прочность. Почти невозможно улучшить вещество, которое считается самым легким из всех материалов. Но химики из Университета науки и технологии Миссури (Missouri University of Science and Technology) сделали именно это, создав аэрогели, которые имеют эластичность резины и могут «запоминать» свою первоначальную форму.

Аэрогели создаются путем замены жидкостей газами в кремнеземе, оксиде металла или полимерном геле. Они используются в самых разнообразных продуктах - от изоляции морских нефтепроводов до космических полетов НАСА.

«Особый вид полиуретановых аэрогелей, которые мы создали, - это суперэластичные материалы, то есть они могут быть согнуты в любом направлении или совершенно разбиты и по-прежнему возвращаться к своей первоначальной форме», - говорит д-р Николас Левентис, ведущий исследователь проекта. - «Наши суперэластичные аэрогели отличаются от резины тем, что они могут по команде возвращаться к определенной форме, то есть они также демонстрируют сильный эффект «памяти формы», они могут быть деформированы и охлаждены, сохранив деформированную форму. Однако когда температура поднимается до комнатной, они вновь восстанавливают свою первоначальную форму», - объясняет Левентес.

Эффект «памяти формы» не новый. Металлические сплавы с «памятью формы» известны уже много лет, однако аэрогели с «памятью формы» - самая новая разработка среди материалов в легком весе».

 

A time-lapse of one of the aerogels flexing from a held-closed position back to its original straight shape. Photo by Sam O’Keefe/Missouri S&T.

Левентис и его группа продемонстрировали это уникальное свойство, сформировав «бионическую руку», которая способна имитировать скоординированные мышечные функции. Рука из аэрогеля может зажимать карандаш и, когда она стимулируется, то может схватить карандаш в форме вытянутой ладони.

«Мы считаем, что эта работа – огромный шаг вперед  для разработки материалов-аэрогелей, - говорит Левентис. - «Я вижу много биомиметических приложений для таких аэрогелей в будущем. Их гибкость в сочетании с эластичностью значительно расширяет диапазон возможных применений».

Со статьей ученых можно ознакомиться в журнале «Chemistry of Materials», опубликованном Американским химическим обществом.

Источник: Suraj Donthula, Chandana Mandal, Theodora Leventis, James Schisler, Adnan Malik Saeed, Chariklia Sotiriou-Leventis, Nicholas Leventis. Shape Memory Superelastic Poly(isocyanurate-urethane) Aerogels (PIR-PUR) for Deployable Panels and Biomimetic Applications. Chemistry of Materials, 2017; DOI: 10.1021/acs.chemmater.7b01020

 

Энергетика и промышленность России - информационный портал           Научный журнал “Видеонаука          Наука и технологии России − STRF.ru

Другие партнёры сайта