Материалы, которые можно деформировать, а затем возвращать в исходное состояние по желанию, такие как сплавы с памятью формы, могут иметь большое значение для аэрокосмической промышленности, робототехники и даже моды, если новый умный текстиль из Гарвардского университета будет чем-то подходящим. Изготовленный из остатков шерстяных изделий, программируемый материал можно согнуть в ответ на раздражители и вернуть обратно в исходную форму, при этом команда представляет, как использовать его в изменяющих форму предметах одежды, которые адаптируются к различным сценариям.

Отправной точкой для этого нового материала, изменяющего форму, является волокнистый белок, содержащийся в волосах, ногтях и ракушках, называемый кератином, который также можно найти в шерсти. Кератин обладает некоторыми полезными свойствами для материаловедов, поскольку в виде единой цепи он образует спиралевидную структуру, называемую альфа-спиралью.

Соедините их в достаточном количестве, и вы получите прочное большое волокно с характеристиками памяти формы. По мере того как материал растягивается, катушки разворачиваются и образуются новые связи, которые создают устойчивые листы. Материал остается таким до тех пор, пока он не подвергнется воздействию стимулов, которые вернут катушкам их первоначальную форму.

«Этим проектом мы показали, что мы не только можем перерабатывать шерсть, но и создавать из переработанной шерсти вещи, о которых раньше даже не догадывались», - говорит Кит Паркер, старший автор статьи.

Команда начала с 3D-печати кератиновых листов различной формы, запрограммировав их как «постоянные» состояния, поместив их в раствор перекиси водорода и мононатрийфосфата. Оттуда материалам можно временно придать другие формы в ответ на различные стимулы.

Кератиновый лист в виде сложной звезды оригами, развернувшейся при погружении в воду. Фото: Harvard University

В одном эксперименте команда навсегда закрепила кератиновый лист в виде сложной звезды оригами. Однако, когда звезда была погружена в воду, она развернулась и приняла податливую форму, что позволило сворачивать ее в плотную трубку, которая по мере высыхания листа становилась ее собственной стабильной и функциональной структурой. Затем трубку снова поместили в воду, в результате чего она развернулась и снова сложилась в исходную звезду оригами.

«Этот двухэтапный процесс 3D-печати материала с последующим заданием его постоянных форм позволяет изготавливать действительно сложные формы со структурными особенностями вплоть до микронного уровня», - говорит Лука Сера, первый автор статьи. «Это делает материал пригодным для широкого спектра применений от текстиля до тканевой инженерии».

Исследователи придумывают несколько интересных вариантов использования нового изменяющего форму материала. Они говорят, что его можно использовать для изготовления бюстгальтеров настраиваемых форм и размеров чашек, футболок одного размера, подходящих для всех, или одежды с вентиляционными отверстиями, которые открываются под действием влаги. Таким образом, они надеются, что это поможет решить проблему потерь в индустрии моды.

«Последствия для устойчивости природных ресурсов очевидны», - говорит Паркер. «С переработанным кератиновым белком мы можем сделать столько же или даже больше, чем то, что было сделано стрижкой животных до настоящего времени, и тем самым уменьшить воздействие текстильной и модной индустрии на окружающую среду».

Исследование было опубликовано в журнале Nature Materials, а увидеть материал в действии вы можете на видео.

Источник: New Atlas / Harvard University

Хотя многие из нас могут подумать, что с нами не произойдет определенных ситуаций, правда в том, что мы никогда не знаем, когда произойдет чрезвычайная ситуация. Проблема с чрезвычайными ситуациями, однако, заключается в том, что мы часто забываем, где размещаем жизненно важные инструменты, разрушая цель покупки наших устройств для экстренных случаев. Портативный стартовый комплект JumpSmart предоставляет вам удобное решение «3 в 1», которое может оказаться на расстоянии вытянутой руки в любой ситуации.

Светодиодный фонарик имеет радиус действия 150м и 4 режима: высокий, низкий, SOS и стробоскоп, идеально подходящие для любой ситуации на улице. Цвет: розовое золото, Отделка: металлик, Материалы: алюминий. Фото: Limitless Innovations

Лучший на выставках CES в 2019 и 2018 годах и отмеченный наградами JumpSmart работает как стартер, фонарик и портативный аккумулятор, сочетая практичность с функциями, необходимыми в чрезвычайных ситуациях, для любых ситуаций. С доминирующим пусковым устройством мощностью 37000 мВтч вы сможете запустить 8-цилиндровый двигатель объемом 5,0л (до 2,0л дизельного двигателя) и включить практически любой тип транспортного средства. Высота 26см и вес 1,3 кг позволяют маленькому, но мощному устройству легко храниться в любом бардачке, багажнике или ящике и использоваться в течение многих лет. Внутри устройства находится литий-полимерный аккумулятор.

Банк питания быстро заряжает ваши USB-устройства с выходом 2,4 А. Используйте его дома и возьмите с собой в дорогу, чтобы обеспечить спокойствие, куда бы вы ни пошли! Фото: Limitless Innovations

Благодаря светодиодному фонарю с световым потоком 330 люмен, луч которого достигает расстояния 150м, вам никогда не придется беспокоиться о застревании в темном месте на обочине дороги. Свет может переключаться между четырьмя различными режимами в зависимости от необходимости - высокая яркость, низкая яркость, световой сигнал о помощи SOS и стробоскоп. В комплект также входит портативный аккумуляторный блок питания с технологией SmartSpeed Tech, который обеспечивает быструю зарядку для любого устройства, использующего USB (таких как мобильные телефоны, планшеты, камеры, навигационные устройства и т. д.). Вам больше никогда не придется беспокоиться о том, что на устройстве не хватает питания во время поездки или отключения электричества.

В комплект входят: устройство JumpSmart, соединительный кабель для пуска автомобиля, чехол, печатные инструкции, зарядное устройство от сети 220В, автомобильный зарядный адаптер. Также включен в поставку 3-в-1 USB-кабель с разъемами Lightning и USB типа микро и типа C. Фото: Limitless Innovations

Хотя этот портативный гаджет обычно стоит 120 долларов, вы можете приобрести стартовый комплект JumpSmart для автомобиля JumpSmart 37 000 мВтч со скидкой 33% - это всего 79,99 доллара. Будьте впереди игры и готовьтесь к любой чрезвычайной ситуации, держа это удобное устройство с собой, куда бы вы ни пошли.

Благодаря мощному пусковому устройству он может работать с большинством легковых и грузовых автомобилей, внедорожников, лодок, мотоциклов, газонокосилок, квадроциклов и многого другого! Порт стартера: DC 12V / 200A (старт) - 400A (пик). Фото: Limitless Innovations

Цены могут быть изменены.

Источник: New Atlas / Limitless Innovations

Исследователи из Университета Дарема в Великобритании и Института Фраунгофера в Германии утверждают, что они разработали первый в мире изготовленный не режущийся материал, который имеет всего лишь 15 процентов плотности стали, что, по их словам, могло бы обеспечить неразрушимые велосипедные замки и легкую броню.

В материале, названном Proteus, используются керамические сферы в ячеистой алюминиевой структуре, чтобы мешать угловым шлифовальным машинам (разг. «болгарка»), сверлам и т.п., создавая разрушительные вибрации, которые притупляют любые режущие инструменты, используемые против него. Исследователи черпали вдохновение в жесткой клеточной кожуре грейпфрута и прочных, устойчивых к разрушению арагонитовых раковинах моллюсков, создавая дизайн Proteus.

Угловая шлифовальная машина или сверло дрели прорежут внешний слой пластины Proteus, но как только они достигнут встроенных керамических сфер, веселье начинается с вибрации, которая притупляет острые края инструмента, и затем мелкие частицы керамической пыли начинают заполнять промежутки в матрично-подобной структуре металла. Это приводит к тому, что металл становится еще тверже и крепче. И чем быстрее вы шлифуете или сверлите, «из-за межатомных сил между керамическими зернами», и «силы и энергия диска или дрели поворачиваются обратно на себя, и они ослабляются и разрушаются собственной атакой».

Материал одинаково эффективен и против водоструйных резаков высокого давления - хотя и не так много воров велосипедов таскают их вокруг - так как сферическая форма керамических кусков имеет тенденцию расширять струю воды, значительно замедляя ее скорость резания материала.

Здесь видно как далеко угловая шлифовальная машина смогла пройти через этот не режущийся стержень Proteus. Фото: Dr. Florian Bittner, Institute of Plastics and Circular Economy IKK, Leibniz University Hannover, Germany / Fraunhofer Institute for Wood Research, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI, Hannover, Germany

«По сути, разрезать наш материал - это все равно, что разрезать желе, наполненное самородками», - говорит ведущий автор статьи Стефан Шинишевский, доцент кафедры прикладной механики, в инженерном отделе Университета Дарема. «Если вы прошли сквозь желе, вы попадаете в самородки, и материал будет вибрировать таким образом, что он разрушит режущий диск или сверло».

«Керамика, встроенная в этот гибкий материал, также состоит из очень мелких частиц, которые напрягаются и сопротивляются угловой шлифовальной машине или сверлу, когда вы режете на скорости. Это так же, как мешки с песком сопротивляются и останавливают пулю на высокой скорости. Этот материал может иметь множество полезных и интересных приложений в индустрии безопасности. На самом деле, мы не знаем ни о каком другом изготовленном не режущемся материале, существующем на данный момент».

Компьютерная томография материала Proteus, показывающая сотовую алюминиевую структуру, обернутую вокруг керамических сфер. Попытки резки угловыми шлифмашинами отображаются слева. Фото: Dr. Florian Bittner, Institute of Plastics and Circular Economy IKK, Leibniz University Hannover, Germany / Fraunhofer Institute for Wood Research, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI, Hannover, Germany

Помимо велосипедных замков и легкой брони, команда чувствует, что у Proteus есть потенциал в защитном снаряжении для людей, использующих режущие инструменты. В настоящее время патент находится на рассмотрении, и исследовательская группа ищет партнеров для производителей, чтобы вывести его на рынок.

Исследование было опубликовано в журнале Scientific Reports. Посмотрите на попытку атаки угловой шлифовальной машины в видео выше.

Источник: New Atlas / Durham University