Учёные разработали материал, реагирующий на внешнее управление

Сочетание способности железа выстраиваться в магнитном поле и возможности некоторых пластиков менять структуру при нагревании и охлаждении позволит создать новый композитный материал. С помощью изменения температуры и воздействия магнитного поля можно будет точно контролировать его свойства.

Разработка «умных» материалов, которыми можно управлять удаленно, занимает у исследователей немало времени. Ранее для дистанционного воздействия на материю применялись оптические и магнитные технологии, однако обе они имеют существенные ограничения: оптические – в плане силы воздействия, а магнитные – в части точности изменения формы.

Чтобы обойти это ограничение, химики из Наваррского народного университета (Испания) смешали поликапролактон с железным порошком, чтобы создать новый композитный материал. Поликапролактон — термопластичный материал, плавящийся при 60 градусах Цельсия, а железо хорошо известно своими магнитными свойствами.

Благодаря удачному сочетанию методов, ученые получили уникальную возможность управлять свойствами материала. Используя тепловое воздействие и магнитные поля, им удалось добиться беспрецедентного контроля над процессом. Направляя лазерный луч на определенные участки, исследователи размягчали термопласт, после чего притягивали к нему частицы железа, формируя тем самым необходимую структуру.

В ходе работы было выполнено несколько экспериментов: так, из выпрямленной нити создавали буквы и слова, а на ровной поверхности бруска возникали выпуклости, напоминающие шрифт Брайля. Материал позволял свободно перемещать, вращать, сгибать, растягивать, сжимать, разделять, сплавлять, поднимать, плавить и вылепливать из него разнообразные формы. Он сохранял свои характеристики, даже при помещении в непрозрачную емкость.

Данный материал может быть применен для создания биомедицинских устройств, тактильных дисплеев и манипуляторов. Он сохраняет свои характеристики при контакте с водой, при нахождении под землей или даже при имплантации в организм человека. Тем не менее, для подтверждения безопасности и надежности технологии необходимы дальнейшие исследования.

Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.