Исследователи создали «умный» материал сразу с несколькими функциями. Эти новые материалы могут быть использованы в робототехнике, автомобильной, аэрокосмической отраслях.

«Умные» полимеры впервые были разработаны несколько десятков лет назад, но эффективно объединить несколько функций в одном материале не получалось, поскольку улучшение одной функции происходило за счет другой.

Исследователи из Кембриджского университета разработали простой «рецепт» для объединения нескольких материалов с одной функцией в один материал с несколькими функциями. Разработанный материал ведет себя как многофункциональная искусственная мышца, которая может двигаться, откликаться на движение, а также реагировать на окружающую среду.

Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Materials.

Принцип конструирования новых материалов в объединении двух или более отдельных функций на наноуровне, оставляя при этом отдельные компоненты физически разделенными. Зазоры между отдельными компонентами настолько малы, что конечный материал в состоянии выполнять функции его составных частей.

Синтез материалов происходит посредством одной реакции, с растворителями или без, либо через ряд последовательных реакций, где составные части синтезируются отдельно одна за другой, последовательно проникают и сшиваются на наноуровне.

Исследователи сочетали два разных типа «умных» материалов: ионный электро-активный полимер, который изгибается или набухает с приложением напряжения и используется в робототехнике, и полимер с двусторонним эффектом памяти формы, который может быть запрограммирован, чтобы принять какую-то форму, а затем вернуться к первоначальной.

В связи с тем, что отдельные компоненты соединены на наноуровне, обуславливая наличие наноразмерных границ между ними, то существуют непрерывные дорожки в пределах каждого компонента с одной стороны до другой, что делает такие материалы очень механически стабильными.

По словам исследователей, используя эту технику, можно разработать целую группу многофункциональных «умных» материалов, поскольку из материалов, обладающих одной функцией, можно создать огромное количество разнообразных комбинаций. По мнению исследователей вполне реальной перспективой являются «умные» материалы с более чем тремя взаимосвязанными компонентами.