Мягкая сила: как переплетение сетей создает материалы с характером

Ученые выяснили, как управлять свойствами мягких гелей, меняя взаимодействие между двумя разными компонентами внутри них.

Источник: нейросеть

Это похоже на то, как в живой ткани разные структуры работают вместе, создавая прочность и гибкость. Исследование, опубликованное в PNAS, показало, что если правильно подобрать «липкость» и способ соединения этих компонентов, можно получить материал, который ведет себя именно так, как нужно.

Как это работает

  • Есть два типа частиц, которые образуют свои сети внутри геля.
  • Если они слабо притягиваются друг к другу, материал становится прочнее, но его свойства зависят от структуры сетей.
  • Если частицы склонны собираться в пучки, их сети переплетаются, и гель становится еще жестче.

Самое интересное — такие материалы можно «перепрограммировать». Если после создания геля изменить взаимодействие между компонентами, его структура и свойства поменяются. Это открывает путь к материалам, которые адаптируются к температуре, свету или химическим воздействиям.

Где это пригодится

  • Медицина: искусственные ткани, которые имитируют естественные.
  • Робототехника: мягкие, но прочные материалы для роботов.
  • Умные покрытия: например, меняющие жесткость при нагреве.

Сейчас ученые хотят проверить эти идеи в реальных экспериментах — с коллоидными растворами и полимерами. Если получится, мы сможем создавать материалы с точно заданными свойствами: где нужно — гибкие, где нужно — прочные.

Это исследование дает не просто новую формулу геля, а универсальный принцип для создания мягких материалов с управляемыми свойствами. Вместо того чтобы методом проб искать нужный состав, можно заранее рассчитать, как компоненты должны взаимодействовать, чтобы получить желаемый результат.

Что это меняет

  • Биоматериалы — можно создавать искусственные ткани, которые ведут себя как настоящие, например, становятся жестче под нагрузкой.
  • Адаптивные материалы — покрытия, которые меняют свойства в ответ на внешние условия (скажем, защитная пленка, которая твердеет при ударе).
  • 3D-печать — если печатать структуры с переплетенными сетями, можно получать объекты с необычной прочностью.

Это как если бы мы научились программировать не код, а саму материю.

Ранее ученые разработали умную ткань, которая следит за состоянием организма и генерирует электричество.

Автор: Максим Наговицын08.05.2025

Подписаться: Телеграм | Дзен | Вконтакте


Хайтек

Создан алгоритм для эффективного использования частот в авиации
Создан алгоритм для эффективного использования частот в авиации

Современная авиация немыслима без радаров...

Открыт новый способ изучать ткани с помощью света и звука
Открыт новый способ изучать ткани с помощью света и звука

Оптоакустическая визуализация — это...

Разработан браслет для измерения кортизола в реальном времени
Разработан браслет для измерения кортизола в реальном времени

Ученые из Чжэцзянского университета созда...

Ложный след: как висмут скрывал свою природу
Ложный след: как висмут скрывал свою природу

Пригоден ли висмут для квантовых выч...

Nature Communications: Нагрев улучшил свойства пьезоэлектриков в 8 раз
Nature Communications: Нагрев улучшил свойства пьезоэлектриков в 8 раз

Ученые из Мичиганского университета обнар...

Новая система снимает быстрое вращение без размытия в кадре
Новая система снимает быстрое вращение без размытия в кадре

Ученые создали систему, которая в реально...

Открыт новый способ проверить геолокацию без риска
Открыт новый способ проверить геолокацию без риска

Многие приложения в смартфонах постоянно ...

Новый материал поглощает 5G и убивает бактерии
Новый материал поглощает 5G и убивает бактерии

С развитием 5G электромагнитные волны прочно в...

ИИ создал сверхпрочный сплав для медицины и авиации
ИИ создал сверхпрочный сплав для медицины и авиации

Металлы, известные как многокомпонентные ...

Разработана молекула-детектор для нафталина
Разработана молекула-детектор для нафталина

Электроны умеют путешествовать — вн...

Билет в один конец: ученые открыли ток, который не возвращается
Билет в один конец: ученые открыли ток, который не возвращается

Что получится, если совместить сверхпрово...

Жидкость вместо проводов: новая эра мягких роботов
Жидкость вместо проводов: новая эра мягких роботов

Ученые из Бристольского университета созд...

Nature Communications: Как топология улучшает квантовые технологии
Nature Communications: Как топология улучшает квантовые технологии

Физики из Лозанны и Констанца создал...

Ученые впервые перевезли протоны в автономной ловушке
Ученые впервые перевезли протоны в автономной ловушке

Международная коллаборация BASE, в которо...

Инженеры ТПУ монтируют защиту для станции СКИФ
Инженеры ТПУ монтируют защиту для станции СКИФ

Команда инженеров из Томского политеха со...

Создан материал, который сжимается при растяжении
Создан материал, который сжимается при растяжении

Когда вы тянете резинку, она растяги...

Стирать можно: ученые создали умную ткань, которая не боится воды
Стирать можно: ученые создали умную ткань, которая не боится воды

Представьте футболку, которая следит за п...

Без лишних движений: новая система считает деформации волокна на лету
Без лишних движений: новая система считает деформации волокна на лету

Ученые создали систему распределенного оптовол...

Найдена уязвимость в процессорах Intel, открывающая доступ хакерам
Найдена уязвимость в процессорах Intel, открывающая доступ хакерам

Процессоры в наших компьютерах умеют пред...

Как малые спутники научились принимать больше сигналов
Как малые спутники научились принимать больше сигналов

Мир постепенно движется к глобальной связ...

Поиск на сайте

ТОП - Новости мира, инновации

Скрытый алгоритм дикой природы: гиены, носухи и сурикаты живут по общим правилам
Скрытый алгоритм дикой природы: гиены, носухи и сурикаты живут по общим правилам
Ученые создали 3800 цифровых двойников сердец и узнали много нового
Ученые создали 3800 цифровых двойников сердец и узнали много нового
Диагноз по капле: микробы расскажут все о здоровье кораллового рифа
Диагноз по капле: микробы расскажут все о здоровье кораллового рифа
Золотая шероховатость: как неровности на атомах ускоряют топливные элементы
Золотая шероховатость: как неровности на атомах ускоряют топливные элементы
Не рвется, не мнется: ученые улучшили свойства лиоцелла
Не рвется, не мнется: ученые улучшили свойства лиоцелла
Лигнин сделал бумажную упаковку прочнее
Лигнин сделал бумажную упаковку прочнее
Алгоритмы помогут городам не остаться без электробусов в мороз
Алгоритмы помогут городам не остаться без электробусов в мороз
Открыт новый способ изучать ткани с помощью света и звука
Открыт новый способ изучать ткани с помощью света и звука
Ученые учатся диагностировать болезни по везикулам в крови
Ученые учатся диагностировать болезни по везикулам в крови
Биоуголь: как превратить солому в спасение для планеты
Биоуголь: как превратить солому в спасение для планеты

Новости компаний, релизы

Как Камчатский университет развивает науку: новые лаборатории и открытия
От школьных проектов до заводских решений: чем живет нефтехимия в Нижнекамске
Бактерии против грибов: как наука защищает картофель без химии
Овцы вместо мышей: как ученые нашли новый способ тестировать материалы для зубов
Пробирки, зелень и взрывы: фестиваль для тех, кто любит науку