Теги → материал
Быстрый переход

В России создан «умный» материал на основе полиэтилена

Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова (МГУ) сообщает о том, что российским исследователям удалось создать «умный» материал из пористого полиэтилена и наночастиц.

В исследованиях, которые поддержаны грантом Российского научного фонда, приняли участие специалисты МИФИ. Учёные занимаются разработкой прежде всего жидкокристаллических полимеров и композитов.

Новый материал состоит из обычного промышленного пористого полиэтилена и квантовых точек на основе селенида кадмия, покрытых сульфидом цинка (CdSe/ZnS). Полученный материал обладает довольно высокой прочностью и прозрачностью (в видимой области спектра). Кроме того, он устойчив к высокой температуре и сохраняет оптические свойства при механических нагрузках.

«Полученный нами композитный материал обладает, с одной стороны, флуоресцентными свойствами квантовых точек, с другой стороны — механическими свойствами полиэтилена», — говорят исследователи.

Предполагается, что разработка найдёт применение в различных областях. На основе полученного материала учёные планируют создать композиты, излучающие свет с заданной поляризацией, а также разработать систему лазерной генерации света. Материал может быть использован для преобразования высокоэнергетического УФ-излучения в свет видимого диапазона, что важно для задач современной энергетики. Разработка, к примеру, может привести к появлению солнечных батарей новых типов.

Подробнее об исследовании можно узнать здесь

Созданный в России пластик безопасно «растворяется» в теле человека

Российские исследователи разработали уникальный материал, который, как ожидается, найдёт применение в медицине, в частности, в травматологии и хирургии.

Как сообщает ТАСС, специалистам удалось получить биосовместимый пластик, который безопасно разлагается в организме человека. Благодаря этому на основе материала можно создавать, скажем, скрепляющие приспособления, которые не потребуют извлечения из тела пациента.

Новый биосовместимый пластик — это разработка специалистов Балаковского инженерно-технологического института, филиала Национального исследовательского ядерного университета МИФИ. Изобретение уже проходит клинические испытания в подразделении МИФИ в Подмосковье.

«Наши учёные разработали биосовместимый материал, который можно вживлять в тело человека. Проводить повторные операции в этом случае будет не надо — приспособление, например, пластина, скрепляющая сломанную кость, "растворяется" внутри, при этом дополнительно минерализируя и укрепляя кость», — отмечают исследователи.

Необходимо подчеркнуть, что до сих пор биоразлагающиеся приспособления в России не изготавливались. Если испытания нового материала пройдут успешно, медики смогут использовать изделия на его основе вместо импортных приспособлений. 

В России создан передовой материал для микрометеороидной защиты

Специалисты Ракетно-космической корпорации (РКК) «Энергия» создали инновационный материал для микрометеороидной защиты трансформируемых надувных модулей.

Фотографии Роскосмоса

Фотографии Роскосмоса

Как мы уже сообщали, в РКК «Энергия» прорабатывается проект надувного отсека для Международной космической станции (МКС). Такая конструкция в сложенном положении обладает хорошими массогабаритными характеристиками, что является преимуществом при выведении на орбиту. Предполагается, что использование трансформируемого модуля позволит увеличить полезный герметичный объём российского сегмента МКС.

Однако при использовании на орбите такой модуль может серьёзно пострадать в результате попадания метеорных частиц естественного происхождения, приходящих из дальнего космоса. Новый российский материал как раз и призван решить данную проблему.

«Проверенные экспериментальным путём разработки материалов доказывают, что мы создали оболочку, которая может выдержать попадание частиц диаметром 11,5 мм на скорости порядка 7 км/с», — рассказали в РКК «Энергия».

Отмечается также, что при достаточном финансировании надувной модуль может быть введён в состав российского сегмента МКС в 2021–2022 гг. Кстати, ещё в 2015 году был проведён цикл наземной экспериментальной отработки образцов многослойной трансформируемой гермооболочки и макета трансформируемого модуля в 1/3 от натуральной величины. 

В России создан универсальный материал для 3D-печати

Российские исследователи создали материал, который подходит для использования с любыми моделями 3D-принтеров. О разработке, не имеющей ни отечественных, ни зарубежных аналогов, рассказал Официальный портал Мэра и Правительства Москвы.

Фотографии mos.ru

Фотографии mos.ru

Речь идёт об универсальном PLA-пластике, созданном резидентом столичного технопарка «Калибр». Сырьём для производства подобных материалов служат возобновляемые ресурсы, такие как кукуруза и картофель. PLA-пластик — это биоразлагаемый и термопластичный полиэфир, который нетоксичен и легко утилизируется.

Российским исследователям удалось изменить свойства пластика, получив материал, который не только подходит для различных моделей 3D-принтеров, но и является более термостойким. Благодаря этому он не прилипает к печатающему устройству и не забивает детали установки.

Технология изготовления материала предполагает особые условия сушки сырья, а также несколько этапов нагрева и резкого охлаждения. Уже изготовлена первая партия материала массой в 2 тонны: пластик получили дистрибьюторы в Москве и Санкт-Петербурге, а также в странах Евросоюза.

«До сих пор проблему универсальности материала пытались решить производители в США, Европе и Азии, но эффективное решение московские разработчики предложили первыми», — отмечается в сообщении.

Материал найдёт применение в образовательных учреждениях, конструкторских бюро, мастерских для производства демонстрационных макетов и прототипов и пр. 

Созданный в России материал поможет «охладить пыл» гаджетов

В Национальном исследовательском технологическом университете «МИСиС» предложен новый композитный материал, который позволит повысить эффективность охлаждения различных электронных устройств.

Перегрев гаджетов может иметь весьма плачевные последствия. Это деградация электронных компонентов, нестабильная работа или даже полный выход устройства из строя. Наиболее чувствительными к повышению температуры «органами» компьютера или смартфона являются процессор и видеокарта.

Российские исследователи предлагают решить проблему перегрева за счёт применения лёгких композитов с высокой теплопроводностью и хорошими механическими свойствами.

«Нашей целью стал материал, который хорошо проводит тепло, не проводит электрический ток и при этом имеет полимерную основу, то есть потенциально обходится дешевле распространённых аналогов в цикле производства и переработки», — говорят исследователи.

Новый композит может применяться в качестве замены армированных слоистых материалов в печатных платах или корпусах малогабаритной электроники, где наблюдается заметное тепловыделение.

Технология предполагает применение полиэтилена высокой плотности в качестве полимерной основы. В роли материала-наполнителя выступает гексагональный нитрид бора.

Важно отметить, что полученный материал характеризуется простотой и дешевизной утилизации. 

Японские учёные продемонстрировали электронную кожу с LED-индикацией

Ключевым предназначением так называемой «электронной кожи» — мягкого полупрозрачного материала небольшой толщины с набором датчиков и электронных компонентов — является непрерывный мониторинг физиологических показателей. Однако команда учёных из Токийского университета решила усовершенствовать первоначальную концепцию подобных систем, чтобы те могли не просто осуществлять замеры жизненно важных показателей, но и выводить всю собранную информацию. 

Представленный экземпляр электронной кожи изготавливается по тому же принципу, что и печатные платы. Благодаря нескольким светодиодам, встроенным в гибкую подложку, система научилась отображать в режиме реального времени частоту сердечного ритма пациента. При этом сама конструкция выполнена таким образом, чтобы повторять изгибы выбранных для её размещения частей тела и не доставлять дискомфорта при длительном использовании электроники. 

Чтобы узнать, требуется ли обладателю фрагмента электронной кожи помощь, достаточно просто взглянуть на её поверхность и расшифровать показания на импровизированном LED-табло. Вдобавок система может быть синхронизирована с мобильной электроникой и передавать на смартфон/планшет данные для их последующей загрузки в облако. 

Если качество растягивающихся дисплеев не позволяло добиться их длительного срока службы без надлежащих условий эксплуатации, то ситуация с электронной кожей и её светодиодной индикацией противоположная. Кроме того, её себестоимость окажется ниже всех известных на сегодня аналогов благодаря предложенной японскими специалистами методике производства гибких подложек.  

Представленный образец искусственной кожи — это вовсе не концепт, а прототип, который должен лечь в основу готовящегося коммерческого образца и попасть на рынок в ближайшие три года. Потенциальными пользователями такого изделия рассматриваются пациенты, которые предпочли домашнее лечение пребыванию в больничной палате.

Новая статья: Обзор материнской платы ASUS ROG STRIX Z370-I GAMING: разгон в квадрате

Данные берутся из публикации Обзор материнской платы ASUS ROG STRIX Z370-I GAMING: разгон в квадрате

Новая статья: Обзор материнской платы ASRock Fatal1ty Z370 Gaming-ITX/ac: максимум в формате мини

Данные берутся из публикации Обзор материнской платы ASRock Fatal1ty Z370 Gaming-ITX/ac: максимум в формате мини

Новая статья: Материнская плата ASUS ROG Maximus X Hero: одна за троих

Данные берутся из публикации Материнская плата ASUS ROG Maximus X Hero: одна за троих

В России создан передовой материал для улучшения характеристик авиадвигателей

Госкорпорация Ростех сообщает о том, что в России испытан передовой материал, который в перспективе, как ожидается, позволит улучшить эксплуатационные характеристики и ресурс авиационных двигателей.

Новый отечественный материал получил название алюмокс. Исследование его свойств осуществил Московский научно-производственный центр газотурбостроения «Салют», входящий в Объединённую двигателестроительную корпорацию, в рамках совместной работы с МАИ (НИУ).

Специалисты говорят, что основными направлениями улучшения рабочих характеристик авиационных газотурбинных двигателей являются повышение тяги и снижение массы. Для этого, в частности, исследователи совершенствуют лопатки турбин. Однако развитие лопаток турбин с применением в процессе изготовления никелевых жаропрочных сплавов практически достигло своего предела.

«В то же время высокие температуры плавления и реакционная способность ряда композитных сплавов приводят к их взаимодействию с большинством огнеупорных материалов. Возможность применения для этих целей традиционных керамических материалов практически полностью исчерпана или, в лучшем случае, значительно ограничена. Для надёжного осуществления процесса высокоградиентной направленной кристаллизации требуется повысить рабочие температуры тигля и керамической формы до 1800 ºС, что почти на 200 ºС выше, чем в промышленной технологии», — отмечают учёные.

Решением проблемы может стать алюмокс — материал на основе алюминий-органических соединений. С применением этого материала предлагается изготавливать литейные формы. Полученные результаты показали, что алюмокс обеспечивает высокую огнеупорность и химическую инертность формы к заливаемым жаропрочным сплавам при температурах до 1800 ºС.

Таким образом, применение керамических форм с алюмоксом позволит значительно повысить качество литья и, соответственно, рабочие свойства лопаток, влияющие на эксплуатационные характеристики и ресурс авиационных двигателей. 

Самовосстанавливающиеся полимеры смогут заменить в будущем стекло

Учёные непрерывно заняты поиском новых уникальных материалов, которые должны стать той самой панацеей на пути создания компонентов без недостатков. Ограничения, накладываемые свойствами некоторых материалов, не позволяют эксплуатировать их в тех или иных условиях. К примеру, экраны современных смартфонов не способны гарантированно пережить падение на асфальт даже с небольшой высоты. Происходит это по причине хрупкости элементов из стекла, которые лежат в основе дисплейных модулей. А потому учёные со всего мира заинтересованы в создании небьющихся стеклоподобных материалов повышенной прочности, а также регенерирующих «стёкол» с уникальной способностью к самовосстановлению.

Группа исследователей из Токийского университета под руководством профессора Токузо Айды (Takuzo Aida) записала на свой счёт открытие нового стеклоподобного полимера, превосходящего по механической прочности существующие аналоги. Однако главной его особенностью японские учёные назвали способность к самовосстанавлению, которая может оказаться востребованной для самых различных отраслей промышленности. 

Согласно докладу, разрезанную пластину из полиэфирной тиомочевины — материала, над которым работали учёные Токийского университета, — достаточно легко вернуть в первоначальное состояние. Чтобы образовать единое целое из двух кусков полиэфирной тиомочевины, достаточно соединить их руками, приложив небольшое усилие.  

В отличие от ближайших полимерных аналогов, которые также способны «склеиваться» при разрыве, обнаруженный поли-тиомочевина-этиленгликоль не нуждается ни в высокой температуре окружающей среды, ни в локальном нагреве места разрыва, ни в каких-то иных внешних факторах. Это подтверждается условиями эксперимента, который проводился при комнатной температуре без вспомогательных приспособлений. На формирование цельной пластины (площадь 12,9 см2) из двух составляющих понадобилось  30 с, после чего та сумела выдержать без повреждений нагрузку в 300 г.

Свойства полиэфирной тиомочевины позволяют рассматривать материал в качестве альтернативы стеклу ввиду схожей плотности и близкой степени светопропускания. В теории существует возможность её применения при изготовлении дисплеев для повышения прочности последних. Любопытно, что специалисты Токийского университета обнаружили способность к самовосстановлению абсолютно случайно. Один из аспирантов обратил внимание на то, как склеивались образцы между собой при оказании на них незначительного давления. 

Новая статья: Материнская плата Gigabyte Z370 AORUS Gaming 7: рестайлинг в сегменте Hi-Tech

Данные берутся из публикации Материнская плата Gigabyte Z370 AORUS Gaming 7: рестайлинг в сегменте Hi-Tech

Новая статья: Обзор материнской платы Gigabyte X399 AORUS Gaming 7: укротительница ядер

Данные берутся из публикации Обзор материнской платы Gigabyte X399 AORUS Gaming 7: укротительница ядер

Российские физики помогут во внедрении материалов с уникальными электрическими свойствами

Специалисты Московского физико-технического института (МФТИ) и Института теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН сделали ещё один шаг на пути к применению так называемых топологических изоляторов.

Топологические изоляторы — это открытие физики XXI века. Такие материалы, ещё недавно считавшиеся гипотетическими, обладают уникальными электрическими свойствами. В частности, внутри они ведут себя как полупроводники, а на поверхности (у границы) их свойства похожи на свойства металла — например, по поверхности подобного материала свободно протекает электрический ток.

Сейчас исследования, связанные с использованием топологических изоляторов, проводятся по всему миру. Одним из препятствий на пути создания полезных устройств на основе таких материалов является необходимость изучения зависимости их свойств от различных несовершенств структуры. Теперь российским физикам удалось выяснить, как в подобных материалах устроено взаимодействие между атомами магнитных примесей.

«Главным результатом теоретического анализа стало предсказание нового типа косвенного обменного взаимодействия между магнитными атомами в двумерном топологическом изоляторе. С одной стороны, оно напоминает аналогичное взаимодействие в металлах, а с другой — типичную для полупроводников картину. Такое необычное сочетание является определяющим для взаимодействия пар магнитных атомов, один из которых находится вблизи границы, а другой — вдали от неё», — говорится в статье МФТИ.

Ожидается, что результаты работы помогут в дальнейшем исследовании влияния магнитных атомов на распространение электрического тока вдоль границы двумерного топологического изолятора. Предполагается, что в перспективе топологические изоляторы найдут применение в квантовых компьютерах, электронных схемах с минимальными потерями на тепло и пр. 

Новая статья: Обзор и тестирование материнской платы ASRock Z270 Killer SLI: и не «киллер», и не совсем SLI

Данные берутся из публикации Обзор и тестирование материнской платы ASRock Z270 Killer SLI: и не «киллер», и не совсем SLI

Soft
Hard
Тренды 🔥