Учени разработиха хартия, която променя твърдостта си при подаване на напрежение

Вдъхновени от начина, по който морските краставици могат да втвърдяват обвивката си, когато са в опасност, учени от Германия са разработили нов хартиен материал, който е тънък и може да бъде ту твърд, ту мек благодарение на промяна на електрическото напрежение, което му се подава. Изследователите предвиждат редица приложения за своята нова разработка, като например адаптивни амортисьорни материали, които се втвърдяват, когато са подложени на големи натоварвания.

Материалът е разработен от учени от Университета Йоханес Гутенберг в Майнц и Университета във Фрайбург. Изследователите са използвали целулозни нанофибрили като своя отправна точка. Те могат да бъдат извлечени от клетъчните стени на дърветата и, тъй като са по-фини от микрофибрите, използвани за създаване на обикновената хартия, създават друг вид хартия, подобна на стъкло, която е напълно прозрачна, като същевременно е твърда и здрава.

Подлагайки тънките пластинки „нанохартия” на въздействието на електрически ток, учените са успели да нагреят материала и да разкъсат точките на „омрежване” в материала на молекулярно ниво. Колкото по-високо е напрежението, толкова повече напречни връзки се прекъсват. Така материалът става по-мек. Възможен е и обратният процес: при прекъсване на електрическото захранване връзките се възстановяват.

„Това е изключително”, казва професор Андреас Валтер, ръководил изследователския екип, цитиран от NewAtlas. „Всички материали около нас не са много променливи. Те не преминават лесно от твърдо към еластично състояние, нито обратното. Тук, с помощта на електричество, можем да постигнем това по прост и елегантен начин”.

Въпреки че новият материал е впечатляващ, екипът обмисля допълнителни подобрения за адаптивната си „хартия”. Там, където сега се разчита на външен източник на енергия за електрическия ток, учените се надяват да разработят версия със собствено съхранение на енергия. Това би позволило промените да се инициират вътрешно и без ръчна намеса, като например, когато материалът е претоварен над определен праг, той да поеме част от енергията на натиска.

„Сега все още трябва сами да превключваме между двете състояния, но мечтата ни е материалната система да може да прави това сама”, казва Валтер. Изследването бе публикувано в сп. Nature Communications, съобщава technews.bg.