20.2.2018 18:10 | Veda

Vedci vyvinuli inteligentnú gumu. Čo dokáže?

Vzorky inteligentnej gumy.
Vzorky inteligentnej gumy. Zdroj: Christopher Gannon/Iowa State University

Proces tvrdnutia materiálu sa podobá napnutiu vypracovaného svalu.

Vedci zo Štátnej univerzity v Iowe (USA) vyvinuli gumový materiál, ktorý stvrdne hneď potom, ako sa ohne, skrúti alebo stlačí.

Materiál stuhne podobne ako keď sa napne vypracovaný sval, pričom udrží mnohonásobok svojej vlastnej hmotnosti.

Informáciu zverejnili na univerzitnom webe. Štúdiu publikoval odborný žurnál Materials Horizons.

Stačí potlačiť

V kompozitných materiáloch s inteligentnou odozvou dochádza k zmenám vlastností väčšinou pod vplyvom rôznych externých podnetov. Medzi takéto vonkajšie faktory sa zaraďujú najmä teplo, svetlo, rozpúšťadlá, elektrina alebo magnetizmus.

Nový gumový materiál sa mení pod vplyvom vonkajšej sily. Stačí naň zatlačiť aby sa nejakým spôsobom vážnejšie zdeformoval. Vtedy sa naruší jeho vnútorná štruktúra, nastanú kvalitatívne zmeny v jej zložení a stuhne.

Vylepšené drevo je pevnejšie ako oceľ.
Čítajte aj Čaká nás „doba drevená“? Nové superdrevo je pevné ako oceľ

Guma a tekutý kov

Inteligentná guma tuhne vďaka prímesi špeciálnych mikročastíc. Vedci ich vytvorili z podchladeného kovu. Takéto kovy ostávajú kvapalné dokonca aj pod teplotou svojho topenia.

Drobučké kvapôčky roztaveného kovu s priemerom 1 až 20 mikrometrov, čo je menej ako priemer ľudského vlasu, vystavili pôsobeniu kyslíka. Ich povrch sa pokryl oxidačnou vrstvou, ktorá zabránila aby sa tekutý kov transformoval do pevného skupenstva.

Kovové mikročastice potom zmiešali s gumovým materiálom.

Vedci sľubujú aj komerčne životaschopný produkt.
Čítajte aj Na svete je nová batéria. Ohýbanie jej nerobí problém

Vytečie a stuhne

Ak je takýto hybridný materiál vystavený silnejšiemu mechanickému namáhaniu ako je stlačenie, skrútenie, ohnutie alebo stláčanie, vrstva oxidu na povrchu častíc sa naruší.

Tekutý kov sa uvoľní, spojí a stuhne. Vnútri materiálu sa takto vytvorí pevná kovová mriežka. Rozdiel v pevnosti materiálu pred a po stuhnutí je až 300 percent. Pri laboratórnych skúškach uniesol až 50-násobok svojej hmotnosti.

Vedci použili takzvaný Fieldov kov tvorený zliatinou bizmutu, india a cínu. Podobne by však mali fungovať aj iné zliatiny.

Fieldove kovy sú zliatiny, ktoré majú bod topenia približne v oblasti 62 °C.

(Zdroj: Wikipedia)

Vlastnosti inteligentnej gumy sa môžu prispôsobiť podľa potreby. Dá sa napríklad nastaviť úroveň mechanického namáhania, pri ktorom sa narušia častice. Ďalšie nastavenie súvisí so zmenou použitého kovu, veľkosťou častíc a variabilitou gumových materiálov.

Nový materiál môže byť použitý v medicíne na oporu jemných tkanív alebo v priemysle na ochranu drahých senzorov. Mohli by sa použiť aj v mäkkých robotických zariadeniach či v rekonfigurovateľnej a elektronike.

Diskusia 9 Príspevkov