اختراع دانشمندان: ماده عجیبی که با دریافت ضربه، سخت‌تر می‌شود

محققان دانشگاه کالیفرنیا از اختراع یک ماده نرم و انعطاف‌پذیر با «دوام تطبیقی» خبر داده‌اند؛ این ماده خاصیت ویژه‌ای دارد و در هنگام ضربه یا کشش محکم‌‌تر و سخت‌تر می‌شود. این ماده همچنین رسانای الکتریسیته است و در ساخت گجت‌های پوشیدنی یا حسگرهای پزشکی می‌تواند کاربرد داشته باشد.

براساس ارائه محققان در نشست بهار 2024 انجمن شیمی آمریکا، ایده ساخت این پلیمر جدید درواقع از خاصیت ترکیب نشاسته ذرت و آب الهام گرفته شده است. وقتی نشاسته ذرت و آب را به آرامی هم می‌زنید، قاشق به راحتی در آن حرکت می‌کند. اما اگر قاشق را بیرون بیاورید و سپس مخلوط را بکوبید، قاشق به سختی وارد محلول می‌شود و مثل ضربه‌زدن به یک سطح سخت می‌ماند. درواقع این دوغاب دوام تطبیقی دارد و بسته به نیروی وارده از حالت شکل‌پذیری به حالت جامد و محکم تغییر می‌کند. محققان درواقع از همین خاصیت برای ساخت یک ماده رسانای جامد استفاده کرده‌اند.

ساخت ماده‌ای که در اثر ضربه، مقاومت بیشتری پیدا می‌کند

برای ساخت چنین ماده‌ای محققان از چند پلمیر با خواص مختلف استفاده کردند. این پلیمرها علاوه‌بر شکل‌پذیری و دوام تطبیقی باید رسانای جریان الکتریسیته نیز باشند. آن‌ها مولکول‌های بلند پلی(2-اکریل‌آمیدو-2-متیل‌پروپان سولفونیک اسید)، مولکول‌های کوتاه پلی‌آنیلین و یک ترکیب رسانای بسیار پربازده (PEDOT:PSS) را با هم مخلوط کردند.

ماده به‌دست‌آمده، علاوه‌بر آنکه در اثر ضربه شکل‌پذیری خود را تغییر می‌دهد، رسانای الکتریسیته‌ است. به‌گفته محققان، انتخاب پلیمرهایی با بار مثبت و منفی، ماده‌ای با ساختارهای فوق‌العاده کوچک ایجاد می‌کند. این ساختارها شوک ناشی از ضربه‌ را جذب می‌کنند، بدون اینکه کاملاً از هم جدا شوند؛ همچنین حالت مواد و رسانایی آن را نیز حفظ می‌کنند.

اگر بتوان این ماده را در مقیاس بیشتر تولید کرد، می‌توان انتظار داشت در صنایع مختلف کاربردهای زیادی داشته باشد. برای مثال در ساخت ساعت و گجت‌های هوشمند و حسگرها می‌توان از آن استفاده کرد.