Волокно будущего прочное, как металл, и эластичное, как резина

Новый материал создали ученые Университета Северной Каролины. Универсальные волокна нужны для прорывов многим отраслям: робототехнике, а также легкой промышленности.

Исследователи создали волокна, сердечником которых стал металл галлий. Его окружили эластичной полимерной оболочкой. Такая структура эффективно распределила нагрузки. При сжатии волокна проявляют прочность металла. При растяжении подключается полимерная оболочка, которая не дает материалу разорваться.

Один из авторов исследования Майкл Дики рассказал Science Daily, что их разработку проще всего сравнивать одновременно с резинками, которыми связывают деньги, и с проводами. Резинки можно долго растягивать, прежде чем они лопнут. Для этого не нужна большая сила. Медные провода, напротив, тяжело растягиваются, но уже при небольшом растяжении рвутся.

Дики утверждает, что им удалось соединить лучшее от обоих концепций

Основную роль в изобретении играет полимерная оболочка. Именно она перераспределяет возникающее механическое напряжение. В результате предел прочности существенно увеличивается. Такое поведение отдаленно напоминает реакцию человеческого организма на переломы костей. Появившееся в результате перелома пространство заполняется новой тканью.

Ученые сообщают, что благодаря этому вместо двукратного растяжения проволоки им удалось достичь семикратного. При появлении каждой новой трещины в металле энергия от ее образования попросту перераспределялась по волокну, а не приводила к полному разрыву.

Материал способен поглощать энергию и деформироваться без серьезных повреждений на совершенно ином уровне, чем составляющие его компоненты по отдельности.

Проект ученых — доказательство работоспособности концепции. По их словам, можно продолжить поиск компонентов и повысить эффективность. Но уже сейчас они предвидят массу приложений: от робототехники до новой упаковки.