Биоинспирированные материалы (BIM) - это синтетические материалы, структура и свойства которых схожи с природными материалами или живой материей. Эти материалы обладают потенциалом для совершенствования конструкционных материалов, текстиля и защитного снаряжения благодаря своей долговечности и способности к самовосстановлению.
Доктор Ванесса Рестрепо, доцент кафедры машиностроения имени Дж. Майка Уокера, и ее команда в Лаборатории биоинспирированных материалов (BIM) стремятся создавать биоинспирированные материалы с улучшенными свойствами, сосредоточившись на природе белков для разработки композитов с жертвенными связями (связи, разрушающиеся до разрушения основной структурной связи) с использованием нелинейных адгезивных материалов.
Это исследование может оказать значительное влияние на электропроводную инфраструктуру в неблагоприятных погодных условиях. Используя эти материалы, кабели могут растягиваться и удлиняться, чтобы выдерживать дополнительный вес накопления льда или внезапного падения деревьев, вызванного сильным ветром. Такая гибкость может предотвратить обрыв кабелей, что означает меньше перебоев в подаче электроэнергии.
«Наша приверженность остается неизменной: продвигать биоинспирированные материалы и их применение в различных отраслях», — сказала Рестрепо. «Мы полны энтузиазма по поводу потенциального воздействия этих материалов и их вклада в более устойчивую и долговечную разработку продуктов».
По словам Рестрепо, нелинейные адгезивы относятся к поведению сила-смещение, которое отклоняется от билинейного пути, в отличие от обычных адгезивов. В отличие от традиционных адгезивов, зависимость сила-смещение для нелинейных адгезивов не следует прямому двухэтапному образцу. Вместо этого он демонстрирует более сложное и изменчивое поведение при приложении внешних сил.
В своем исследовании Рестрепо использует кросс-масштабную стратегию, объединяя нелинейные адгезивные материалы и магниты с противоположной ориентацией для формирования композитов с жертвенными связями, подобных тем, что встречаются в белках, таких как интерфейс перламутра. Эта гениальная конструкция позволяет материалам выдерживать значительные нагрузки и восстанавливать свою структурную целостность после повреждения.
Исследования в области биоинспирированных материалов находятся на передовой инноваций в области материаловедения. Их исключительные свойства имеют потенциал произвести революцию в различных отраслях, включая строительство, автомобилестроение и медицину. Поскольку исследования в этой области продолжаются, мы можем ожидать захватывающих прорывов, которые приведут к разработке еще более прочных, долговечных и устойчивых материалов.
Источник:
Ванесса Рестрепо и др., Межмасштабное проектирование энергорассеивающих композитов с использованием самовосстанавливающихся интерфейсов на основе жертвенных связей (Vanessa Restrepo et al, Cross-scale design of energy dissipative composites using self-repairing interfaces based on sacrificial bonds), Materials & Design (2023). DOI: 10.1038/s41586-024-07048-1
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!
