Российские ученые впервые смогли наблюдать в реальном времени за процессами, которые происходят в «умном» пластике при восстановлении его первоначальной формы. Исследователи зафиксировали наномасштабные превращения в сверхвысокомолекулярном полиэтилене — материале, способном «запоминать» свою исходную геометрию. Как сообщили в пресс-службе Сколтеха, эксперимент показал, что ключевые структурные изменения в материале начинаются при температуре около 80°C, что позволяет более точно программировать свойства таких полимеров для различных применений.
По словам научного сотрудника Лаборатории иерархически структурированных материалов Сколтеха Евгения Статника, исследование похоже на съемку сверхзамедленного видео того, как невидимая глазу наноструктура материала приходит в движение при нагревании. Ученые установили, что при достижении температуры 80°C в материале начинаются резкие изменения вдоль волокон — размер наноструктур увеличивается в 1,5 раза, а параметр размерности меняется на 10%. При этом в поперечном направлении аналогичных преобразований не происходит.
Как поясняют исследователи, понимание фундаментальных механизмов памяти формы открывает новые возможности для создания современных полимерных материалов с заданными свойствами. Эти разработки могут найти применение в различных областях — от микроскопических медицинских имплантов, которые разворачиваются внутри тела при нагреве до температуры тела, до мощных актуаторов для робототехники и самораскладывающихся конструкций. Уникальный эксперимент проводился с использованием рентгеновского излучения, что позволило с нанометровым разрешением отслеживать перестройку кристаллических и аморфных фаз материала в процессе нагрева до 140°C.
