Используя пару плоскогубцев в каждой руке и постепенно натяжении тугого часть стекловолокна, покрытого в пластмассе, адъюнкт-профессор Айман Абурэдди, нашла, что что-то неожиданное и никогда, прежде чем зарегистрировано произошло – внутреннее волокно, фрагментированное организованным способом.«Что мы ожидали видеть, происходят, не то, что произошло», сказал он. «В то время как мы думали, что основной материал будет хватать в две больших части, вместо этого он ворвался во многие части равного размера».Он упомянул технику в названии статьи Nature «Ломки Меня Мягко».Процесс натяжения волокон, чтобы вызвать перестройку молекул, которые считают его ими вместе, известный как холодный рисунок, был стандартом для массового производства гибких волокон как пластмасса и нейлон в течение большей части прошлого века.
Abouraddy и его команда показали, что процесс может также быть применим к многослойным материалам, открытие, которое могло привести к производству нового поколения материалов с футуристическими признаками.«Продвинутые волокна будут преследованием пределов чего-либо, что единственный материал может вынести сегодня», сказал Абурэдди.
Например, упаковка вместе материалов с оптическими и механическими свойствами наряду с датчиками, которые могли контролировать такой основной показатель жизнедеятельности как кровяное давление и сердечный ритм, позволит сделать одежду способной к передаче жизненных данных в кабинет врача через Интернет.Способность управлять поломкой в материале очень важна для развития компьютеризированных процессов для производства потенциала, сказал Юаньли Бай, специалист по механике перелома в Колледже UCF Разработки и Информатики.Abouraddy связался с Баем, который является соавтором на бумаге, приблизительно три года назад и попросил, чтобы он проанализировал результаты испытаний на большом разнообразии материалов, включая кремний, шелк, золото и даже лед.
Он также связался с Робертом С. Хоем, Университетом Южного Флоридского физика, который специализируется на свойствах материалов как стекло и пластмасса для лучшего понимания того, что он нашел.Хой заявил, что он никогда не видел явления, которые Абурэдди описывал, но что он имел большой смысл ретроспективно.Исследование берет то, что традиционно было проблемой в производстве материалов и превратило его в актив, заявил Хой.«Доктор Абурэдди нашел новое применение обнимания» – процесс, который происходит, когда холодный рисунок вызывает неоднородное напряжение в материале, заявил Хой. «Обычно Вы пытаетесь предотвратить обнимание, но он эксплуатировал его, чтобы сделать что-то потенциально инновационное».
Обнимающееся явление было несколько обнаруженных десятилетия назад в Дюпоне и возвестило возраст текстиля и предметов одежды, сделанных из синтетических волокон. Абурэдди сказал, что рисование холода – то, что делает синтетические волокна как нейлон и полиэстер полезными.
В то время как части тех волокон индивидуально хрупкие, как только холоднотянутый, волокна ужесточают и становятся полезными в повседневных предметах потребления. Это открытие в Дюпоне в конце 1920-х возвестило возраст текстиля и предметов одежды, сделанных из синтетических волокон.
Только недавно заставьте волокна многократных материалов становиться возможными, сказал он. То исследование будет главной центральной частью американской программы Министерства обороны за $317 миллионов, сосредоточенной на умных волокнах, с которыми помогут Абурэдди и UCF. Революционный Институт Нового метода производства Волокон и Текстиля (RFT-MII), во главе с Массачусетским технологическим институтом, включит результаты исследования, изданные в бумагу Природы, сказал Абурэдди.Последствия для производства умных материалов будущего обширны.
Управляя механической силой раньше тянул волокно и поэтому управление образцами поломки, материалы могут быть развиты с настроенными свойствами, позволяющими им взаимодействовать друг с другом и вечными силами, такими как солнце (для сбора урожая энергии) и Интернет настраиваемыми способами.Соавтор на бумаге, Али П. Гордон, адъюнкт-профессор в Отделе Механической & Космической Разработки и директор UCF’s, Механического из Materials Research Group, сказали, что открытие значительное, потому что это показывает, что, тщательно управляя условием погрузки, переданным волокну, материалы могут быть развиты со сделанными на заказ исполнительными признаками.«Отношения собственности структуры обработки должны быть стратегически характеризованы для сложных материальных систем.
Объединяя эксперименты, микроскопию и вычислительную механику, физические механизмы процесса фрагментации были более глубоко поняты», сказал Гордон.