Американские учёные создали керамику, запоминающую форму

Научно-технические статьи, патенты,
технологии, изобретения, инновации

Американские учёные создали керамику, запоминающую форму

Учёные из Массачусетского технологического института, объединившись с исследователями из Сингапура, разработали керамику, которая при изгибании не ломается и при этом может запоминать форму. Это изобретение найдёт своё применение в биомедицине.

Как сообщает журнал Science, ожидать чуда пока рано. Из полученного материала невозможно сделать суперпрочный шланг для бензина или подтяжки. На сегодняшний день сверхэластичная керамика представляет собой микроскопические волоски, которые не может различить человеческий глаз. Кроме этого, в изогнутом состоянии керамика может потерять свою эластичность, если её начать нагревать.

Профессор Массачусетского технологического института Кристофер Шу отметил, что способность различных материалов к запоминанию формы изучается с 50-х годов XX века. Но до настоящего времени её обнаруживали лишь у металлов, а также ряда полимеров. Керамика в этот список не попала. Однако керамика может обладать памятью формы, так как этого позволяет добиться её молекулярная структура. Одним из препятствий на пути к эластичности стала хрупкость керамики и такое её свойство, как растрескивание.

Современная наука пока что нашла всего лишь один способ избавиться от растрескивания керамики и наделить её способностью запоминать форму. Для этого материал нужно сделать микроскопичным. Чем он будет меньше, тем выше будет его способность сопротивляться растрескиванию.

На керамике трещины появляются там, где проходит граница керамического зерна. Поэтому учёные создали волосок, состоящий всего лишь из одного зерна. Большая часть керамических материалов, известных сегодня, может изгибаться всего на один процент. При этом материал начинает трескаться, если его согнуть не один, а несколько раз. Учёным удалось повысить показатель изгибаемости до семи процентов и добиться того, чтобы керамический микроволосок мог изгибаться, не растрескиваясь, сколько угодно раз.

Толщина керамического волоска составляет один микрон. Это вполне приемлемый показатель для нанотехнологий, где и найдут своё применение эти материалы. По мнению экспертов, керамические микроволоски можно будет использовать для создания биомедицинских микро- и наноустройств.

Например, керамика, запоминающая форму, может использоваться при изготовлении микроприводов. Керамические волоски, если их сравнивать с микроприводами, созданными из других материалов, будут принимать первоначальную форму с огромной силой.

Одним словом, учёным удалось создать материал, который объединил в себе самые лучшие качества керамики и металлов. При этом его удалось избавить от недостатков этих материалов: хрупкости керамики и недостаточной твёрдости металлов.

Для создания эластичной керамики учёным понадобилась хорошо изученная двуокись циркония, которую применяют в промышленности, например, в топливных элементах. Она же используется в зубной металлокерамике. В этих сферах не востребованы такие свойства эластичной керамики, как гибкость и память формы, но высокая эластичность позволит сделать материал более устойчивым к повреждениям. К тому же эластичной можно сделать не только циркониевую, но и керамику, созданную из других материалов.

Поделиться статьёй с друзьями:

Другие статьи раздела "Изобретения и технологии":

  1. 02.10.13 Обуздать энергию молнии для зарядки мобильных телефонов
  2. 01.10.13 Американские учёные создали керамику, запоминающую форму
  3. 24.09.13 Самолет Павловых
  4. 24.09.13 Крыло самолета Павловых
Страницы: 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11
Еще: 10