Мягкая сила: как переплетение сетей создает материалы с характером

Максим Наговицын08.05.2025456

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

Мягкая сила: как переплетение сетей создает материалы с характером
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.

Подписаться: Телеграм | Дзен | Вконтакте


Хайтек

Разработаны фотодиоды, которые видят быстрее и работают дольше
Разработаны фотодиоды, которые видят быстрее и работают дольше

Почему старые фотодиоды уступают новым &m...

Frontiers in Energy: Катализатор с 1.8% платины превзошел аналоги
Frontiers in Energy: Катализатор с 1.8% платины превзошел аналоги

Платина делает топливные элементы эффективными...

Глазами машины: как AR ставит диагнозы и собирает станки
Глазами машины: как AR ставит диагнозы и собирает станки

Хирург видит скрытые сосуды, а рабочий&nb...

Роботы-пазлы: как глупые частицы становятся умной стаей
Роботы-пазлы: как глупые частицы становятся умной стаей

Они не умеют думать, но вместе решаю...

Разработан мягкий робот с лазерным управлением
Разработан мягкий робот с лазерным управлением

Представьте робота, который двигается, словно ...

Андроиды на пороге: кто стучится в дверь — помощник или соперник
Андроиды на пороге: кто стучится в дверь — помощник или соперник

В магазинах Токио, больницах Дубая и лабо...

Машинное обучение ускоряет расчет свойств материалов
Машинное обучение ускоряет расчет свойств материалов

Ученые научили алгоритм соображать как кв...

Открыт новый метод обработки керамики без трещин
Открыт новый метод обработки керамики без трещин

Ученые придумали, как обмануть хрупкость ...

Физики предложили новый подход в теории струн
Физики предложили новый подход в теории струн

Теория струн породила миллиарды вселенных, но&...

Квантовый скачок: когда квантовые вычисления станут реальностью
Квантовый скачок: когда квантовые вычисления станут реальностью

Кубиты вместо битов, квантовая магия вместо кл...

Достигнута рекордная точность в управлении кубитами
Достигнута рекордная точность в управлении кубитами

Представьте компьютер, который ошибается один ...

Синтезирован протактиний-210 — новый изотоп на грани возможного
Синтезирован протактиний-210 — новый изотоп на грани возможного

В лаборатории, где рождаются новые элемен...

Создан компактный 6G-модуль для смартфонов
Создан компактный 6G-модуль для смартфонов

Японские инженеры сделали то, что еще&nbs...

Создан энергоэффективный лазер для оптоволокна
Создан энергоэффективный лазер для оптоволокна

Японские инженеры научили квантовые точки свет

Ученые стабилизировали нестабильные квантовые состояния
Ученые стабилизировали нестабильные квантовые состояния

Представьте материал, который меняет свои свой...

Ученые создали идеальный волновод для звука
Ученые создали идеальный волновод для звука

В мире микроскопических колебаний есть свои пр...

Поиск на сайте

ТОП - Новости мира, инновации

Законодательство на автомате: может ли ИИ создавать хорошие законы
Законодательство на автомате: может ли ИИ создавать хорошие законы
Персонализированная еда — прорыв или новый вид неравенства
Персонализированная еда — прорыв или новый вид неравенства
Ксеноботы: могут ли биороботы выйти из-под контроля
Ксеноботы: могут ли биороботы выйти из-под контроля
Ученые придумали, как улучшить горение алюминиевых композитов
Ученые придумали, как улучшить горение алюминиевых композитов
Бетонный тупик: мир не может построить экологию на старом фундаменте
Бетонный тупик: мир не может построить экологию на старом фундаменте
Scientific Reports: Зевота у обезьян может быть сигналом ко сну
Scientific Reports: Зевота у обезьян может быть сигналом ко сну
Ученые нашли способ ослабить устойчивые инфекции
Ученые нашли способ ослабить устойчивые инфекции
Ошибка в сорок пять клювов: ученые упростили учет водоплавающих
Ошибка в сорок пять клювов: ученые упростили учет водоплавающих
Невидимый щит: кто сторожит деревья, пока мы спим
Невидимый щит: кто сторожит деревья, пока мы спим
Провокация симптомов перед магнитной стимуляцией может усилить лечение
Провокация симптомов перед магнитной стимуляцией может усилить лечение

Новости компаний, релизы

Бизнес в лаборатории: МИФИ научит студентов зарабатывать на науке
Биметаллические листы и плиты: в Петербурге построят новый завод
Инновации без розовых очков: что мешает России вырваться вперед
Ловите вектор: как стать звездой научной лекции
Надежда на технологии: инновации для реабилитации на форуме в Москве