Команда ученых из Новосибирска объявила о регистрации нового программного комплекса — платформы, объединяющей разномасштабные методы атомистического моделирования. Эта разработка сэкономит исследователям материалов десятки часов на рутинной работе и позволит быстрее и точнее прогнозировать свойства новых материалов. Программа, по заявлению ученых, подойдет для любых отраслей: от медицины и микроэлектроники до авиации и энергетики.
В сегодняшнем дайджесте как раз рассказываем о новых материалах из самых разных областей. И кто знает, будь у их авторов такая программа, как у новосибирских ученых, может быть, свет увидел бы эти инновации раньше?..
Полимер, буксирующий автомобили
Исследователи из Чжэцзянского университета, что в Китае, разработали инновационный полимерный материал, маленький кусочек которого может выдерживать нагрузку более двух тонн.
Материал представляет собой сплетение гибких полиуретановых цепочек в качестве нити основы и жестких цепей из эпоксидной смолы в качестве нити утка (это нити, перпендикулярные нитям основы). В ходе испытаний ученые тестировали свою разработку в виде клея, соединив им два буксировочных троса. Габариты соединяющего материала — 2,5 на 1,3 см. Результаты получились впечатляющими: такой маленький кусочек без труда помог взять машину весом 2,1 тонны на буксир.
Полимер с суперзащитой
Команда ученых из Массачусетского технологического института разработала сверхтонкую полимерную пленку, способную защитить металлы от коррозии, солнечные панели от повреждений и даже продлить срок хранения лекарств.
Традиционные полимеры, как правило, представляют собой переплетение длинных молекулярных цепочек. Через промежутки между нитями могут проходить молекулы газа. А новая разработка ученых устроена по-другому. Структура нового двумерного полимера 2DPA-1 на основе меламина представляет собой слои из плоских дисков, плотно прилегающих друг к другу и удерживаемых водородными связями, вследствие чего газ просто не может просочиться через такие соединения. Благодаря такой структуре материал превосходит по прочности сталь и в 6 раз легче ее.
В ходе испытаний исследователи создавали из пленки пузыри и наполняли их газом. Обычные полимеры пропускают газ, и пузыри быстро сдуваются. Но пузыри из 2DPA-1 наполнили еще в 2021 году, а они до сих пор ничуть не потеряли в форме.
Пластик + графен = ?
Ученые из Университета Торонто сообщили о создании инновационного материала, который на 20% прочнее и на 18% легче стеклонаполненного полипропилена (материал, широко используемый в автопроме). Для этого в стеклонаполненный полипропилен добавили около 1% графеновых нанопластинок, заставив эти пластинки связываться только со стекловолокнами внутри полипропиленовой матрицы и не сбиваться в комки.
Зачем все это было нужно? В настоящее время графен считается самым прочным материалом, созданным человеком. Этот материал имеет толщину в 1 атом углерода, способен гнуться и растягиваться, хорошо проводит ток и тепло. Внедрение графена в другие материалы значительно повышает качественные характеристики готовых изделий. Вот и в испытаниях канадских ученых графен не только укрепил стеклонаполненный полипропилен, но еще и благодаря ему оборудование, которым сверлили и резали материал, изнашивалось гораздо дольше: меньше стекла — меньше урона.
В настоящее время этот новый материал с названием Gratek может быть только черного цвета, что несколько ограничивает его применение с точки зрения дизайна. Однако, эта же исследовательская команда изобрела похожий по характеристикам белый материал Clatek с галлуазитовыми нанотрубками (наночастицы глинистого минерала галлуазита) вместо графена, и его уже можно перекрашивать в любые цвета.