It is currently Thu Dec 13, 2018 2:36 am

НИЛ АСЭМ Научно - исследовательская лаборатория автоматизированных систем экологического мониторинга

Учёные создали проводящее эластичное волокно

by Admin » Mon Sep 03, 2018 4:57 pm

Image
École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) / YouTube

Швейцарские исследователи научились создавать высокоэластичные композитные волокна, способные обратимо растягиваться почти в шесть раз. Они смогли создать таким способом оптическое волокно, а также проводящее волокно с электродами из жидкого сплава и углерода, сообщается в журнале Advanced Materials.

Разработчики носимой электроники создают прототипы устройств, сделанные из мягких, эластичных и проводящих материалов. Это делает устройства удобнее в ношении, а также защищает их от механического повреждения. Но технологии создания таких материалов пока недостаточно развиты и на практике они применяются редко, поэтому ученые и инженеры продолжают поиск новых материалов и методов их создания.

Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны разработали метод создания композитного волокна, объединяющего в себе несколько материалов и способного растягиваться в несколько раз. Они использовали метод термовытяжки из преформы, который применяют для создания оптоволокна. Для этого сначала создается большая относительно толщины волокна заготовка, в которой материалы расположены в том порядке, в котором они должны находиться в волокне. После этого заготовка нагревается и из нее вытягивается во много раз более тонкое волокно, причем во время этого процесса можно непрерывно создавать километры волокна, наматывая его на барабан.

Image
Схема термовытяжки из преформы
Yunpeng Qu et al. / Advanced Materials, 2018


Ученые выбрали в качестве основы волокна сополимер, состоящий из двух фаз — твердой и мягкой. Регулируя соотношение этих фаз можно управлять свойствами материала, в том числе вязкоупругость и температуру размягчения, которые важны для процесса термовытяжки. Подобрав оптимальное соотношение для основы волокна исследователи начали экспериментировать с различными дополнительными материалами и структурами их организации в волокне. К примеру, они создали оптоволокно, сердцевина которого состоит из жесткого поликарбоната, а оболочка из мягкого сополимера. Кроме того, они создали несколько вариантов проводящих волокон, в которых за проводимость отвечает проводящий полимер с включениями технического углерода или жидкий при комнатной температуре сплав, такой как галинстан. Протестировав одно из таких волокон исследователи обнаружили, что оно может обратимо растягиваться в почти шесть раз.


Авторы предложили множество применений таким волокнам. Например, их можно встраивать в одежду или в роботов и по увеличению сопротивления измерять растяжение волокна. Кроме того, они создали прототип клавиатуры на основе волокна с двумя электродами. Во время нажатия на клавишу, нарисованную на волокне, электроды соединяются и напряжение в схеме меняются.

Недавно американские исследователи также использовали полимер и жидкий сплав для создания необычного эластичного материала. Он не только проводит ток, но и самопроизвольно создает новые проводящие дорожки при повреждении, восстанавливающие проводимость.

Григорий Копиев

https://nplus1.ru/news/2018/05/25/fiber


<< Предыдущая страница


На главную
Admin
Site Admin
 
Posts: 209
Joined: Wed Sep 20, 2017 9:55 am

Return to Это интересно

cron

User Menu

Login