نگهداری محکم تر مواد با گره‌های بسیار کوچک

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما؛ این گره‌ها از جنس پلیمر بوده و با کمک لیتوگرافی سه‌بعدی ایجاد شده است. گره‌ها مواد را به مراتب سخت‌تر از موادی با ساختار مشابه، اما بدون گره، می‌کنند. آن‌ها انرژی بیشتری جذب می‌کنند و می‌توانند بیشتر تغییر شکل دهند در حالی که بدون آسیب به شکل اولیه خود بازمی‌گردند. این مواد گره‌دار جدید به دلیل دوام، زیست‌سازگاری احتمالی و تغییر شکل‌پذیری شدید، ممکن است در زیست‌پزشکی و همچنین در هوافضا کاربرد داشته باشند.
یکی از محققان این پروژه که در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور فعالیت دارد گفت: قابلیت غلبه بر تعادل عمومی بین تغییر شکل‌پذیری مواد و چقرمگی کششی [قابلیت کشش بدون شکستن] راه‌های جدیدی برای طراحی دستگاه‌هایی ارائه می‌دهد که بسیار انعطاف‌پذیر و بادوام هستند و می‌توانند در شرایط سخت کار کنند.
وی در ادامه افزود: درک چگونگی تأثیر گره‌ها بر پاسخ مکانیکی مواد ریزمعماری، یک ایده جدید بود. ما تحقیقات گسترده‌ای در مورد مطالعه تغییر شکل مکانیکی بسیاری از انواع دیگر ریز منسوجات، به عنوان مثال، شبکه‌ها و مواد بافته شده انجام داده بودیم. ورود به دنیای گره‌ها به ما این امکان را داد تا بینش عمیق‌تری در مورد نقش اصطکاک و اتلاف انرژی به دست آوریم.
ارتفاع و عرض هر گره حدود ۷۰ میکرومتر است و شعاع هر نخ حدود ۱٫۷ میکرومتر (حدود یک صدم شعاع موی انسان) است. در حالی که این‌ها کوچکترین گره‌هایی نیستند که تا به حال ساخته شده‌اند، اما این اولین بار است که ماده‌ای متشکل از گره‌های متعدد در این مقیاس ساخته شده است. علاوه بر این، ارزش بالقوه گنجاندن این گره‌های نانومقیاس در یک ماده را نشان می‌دهد که به عنوان مثال، برای بخیه زدن یا اتصال در بیوپزشکی بسیار مفید است.
بنا بر اعلام وبگاه فیز، این گره‌ها، که از پلیمر‌ها ایجاد شده‌اند، چقرمگی کششی از خود نشان می‌دهند که بسیار بیشتر از موادی است که بدون گره بوده، اما از نظر ساختاری با آن‌ها یکسان هستند. در مقایسه با همتایان بدون گره خود، این مواد گره‌دار ۹۲ درصد انرژی بیشتری جذب می‌کنند و به بیش از دو برابر فشار بیشتری نیاز دارند تا در هنگام کشیده شدن سفت شوند.
این گره‌ها بسته نشدند، بلکه در حالت گره زده شده، با استفاده از لیتوگرافی سه بعدی پیشرفته با وضوح بالا ساخته شدند.