Керамика известна своей хрупкостью — при нагрузке она не гнется, а раскалывается. Это ограничивает ее применение там, где материал должен выдерживать удары или быть адаптивным
Команда исследователей университета Хьюстона (США) под руководством Максуда Рахмана и Шайедула Хока Тхакура предложила решение этой проблемы — создать керамическую структуру по принципу оригами и покрыть ее эластичным полимером. Такой подход делает материал гибким и устойчивым к разрушениям.
В основе конструкции лежит миура-ори — способ сложить что-то плоское, например, бумагу, так, чтобы оно занимало меньше места, но в целом оставалось плоским. Ученые напечатали керамическую структуру на 3D-принтере и нанесли на нее биосовместимый растягивающийся полимер. В результате при сжатии с разных сторон покрытые полимером образцы изгибались и возвращались к первоначальной форме, тогда как обычные керамические детали трескались или разрушались. Покрытие обеспечивало достаточную гибкость, чтобы предотвратить внезапное разрушение, а геометрия оригами помогала равномерно распределять нагрузку.
Эксперименты подтвердили эффективность конструкции как при статических, так и при многократных нагрузках. Компьютерное моделирование показало, что особенно хорошо структура работает там, где обычная керамика наиболее уязвима.
Ранее мы рассказывали, что в Массачусетском технологическом институте разработали способ сделать стекло и керамику гибкими на основе сетки из полимеров.
