«Умные» материалы не умеют думать, но вот запоминать вполне даже способны. Речь идет о запоминании формы и возможности трансформации при изменяющихся физических условиях. Но если ранее к таким материалам относили лишь сравнительно малодоступные, то теперь это может измениться.
Новое исследование, опубликованное в выпуске «Nature» от 11 марта, описывает возможность запоминания трех предыдущих форм материалом, широко применяемым в топливных элементах. Это открывает широкие возможности для его применения в различных гаджетах и «умных» тканях.
«До сих пор для подобного применения материалы изготавливались специально, было довольно удивительно найти столь впечатляющие свойства в коммерчески доступном продукте» — прокомментировал открытие Андреас Лендлайн (Andreas Lendlein), директор института исследования полимеров в исследовательском центре GKSS в Тельтове (Германия).
В новом исследовании были описаны свойства синтетического полимера Nafion, производимого DuPont и широко применяемого в топливных элементах. В процессе нагревания и охлаждения Nafion оказался способен запоминать три предыдущие формы. Такие впечатляющие результаты объясняются тем, что Nafion имеет довольно широкую фазу перехода, окно в физических условиях при котором материал переходит из одного состояния в другое.
Обычно полимеры запоминающие форму производятся из составляющих с гораздо менее широкими переходными фазами. Например, соединение трех составляющих с переходными фазами при различных температурах может позволить создать материал, запоминающий три формы. Новое исследование показывает, что существует возможность использовать другие материалы, вроде Nafion, которые имеют одно широкое переходное окно.
В процессе эксперимента полоса полимера нагревалась до 140 градусов по Цельсию. При охлаждении ей придавали сначала одну форму, затем при дальнейшем охлаждении — вторую и при еще одном цикле охлаждения — третью. При нагревании Nafion принимал формы, зафиксированные ранее, при тех же температурах.
Кроме того, что в результате исследования были обнаружены необычные свойства одного полимера, оно так же дает основания исследовать похожие материалы. Практическое применение они могут найти, например, в антеннах космических аппаратов, которые должны раскрываться при определенных условиях.
