Ученые создали полимерный материал, который одновременно гасит вибрации и работает как датчик деформации, реагируя на растяжение. Основой служит пластик с добавлением специальных молекулярных звеньев UPy (2-уреидо-4[1H]-пиримидинон), которые образуют обратимые четверные водородные связи. Эти молекулярные связи могут разрушаться и восстанавливаться. Исследование опубликовано в International Journal of Materials and Product Technology.
Данное свойство позволяет материалу поглощать механическую энергию и при этом самостоятельно восстанавливаться. Чтобы сделать его проводящим, добавили два компонента: обработанный диоксид кремния и особые углеродные трубки. Это позволило создать устойчивую сеть, по которой проходит электрический ток.
Главная сложность была в том, что для гашения вибраций молекулы должны двигаться, а для работы датчика, наоборот, нужна стабильная проводящая сеть, через которую сопротивление меняется при растяжении. Испытания показали, что даже после 10 тыс. циклов растяжения до 50% материал сохранил почти 92% своей чувствительности.
В ходе исследования специалисты также разработали модель для прогнозирования того, как связность наполнителя и молекулярные взаимодействия влияют на механические и электрические свойства композита. Эта дополнительная работа поможет в разработке материалов, предназначенных для подавления вибраций и одновременного мониторинга структурной деформации в сложных инженерных и высокотехнологичных конструкциях.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что новый российский материал ускорит зарядку и увеличит емкость аккумуляторов.