Американские ученые синтезировали полимер с памятью формы, который может накапливать в шесть раз больше энергии, чем предыдущие аналоги. Материал перспективен для мягкой робототехники и создания биомедицинских устройств. Статья опубликована в журнале ACS Central Science.
При растяжении или деформации полимеры с памятью формы способны возвращаться к своему первоначальному состоянию под действием внешнего стимула, например температуры или света. Эти материалы очень перспективны для мягкой робототехники и создания интеллектуальных биомедицинских устройств. Однако до сих пор не удавалось запасти в них достаточно энергии, чтобы использовать в этих целях. Теперь исследователи из Американского химического общества создали полимер с памятью формы, который может хранить почти в шесть раз больше энергии, чем все его предшественники.
Исследователи включили звенья 4,4’-метиленбисфенилмочевины в основную цепь полимера полипропиленгликоля. В недеформированном состоянии цепи полимера запутаны и неупорядочены. Растяжение заставляет их выравниваться и образовывать водородные связи между группами мочевины, создавая надмолекулярные структуры, стабилизирующие вытянутую форму. Нагревание приводит к разрыву связей и сжатию полимера до исходного неупорядоченного состояния.
В ходе экспериментов полимер растягивался до размеров, в пять раз превышающих исходную длину, и накапливал до 7,9 Дж / г энергии, что почти в 6 раз больше, чем могут накапливать другие современные полимеры с памятью формы. Энергию материала можно использовать для подъема грузов, в 5000 раз превышающих его вес. Ученые также создали искусственную мышцу, прикрепив растянутый полимер к руке деревянного манекена. При нагревании материал сжимался, и рука сгибалась в локте.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
