یک نظریه جدید به ما امکان می دهد پیش بینی کنیم که مواد نرم چه زمانی شکست می خورند

AMHERST، MA – محققان به سرپرستی تیمی از دانشگاه ماساچوست (UMass) Amherst اخیراً یک پیشرفت نظری و تجربی بزرگ را اعلام کردند که به دانشمندان اجازه می‌دهد با دقت بی‌سابقه‌ای پیش‌بینی کنند که چه زمانی یک ماده نرم شکسته و از بین می‌رود. این یافته‌ها که در Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده‌اند، پیامدهای فوری برای مهندسی و ساخت طیف وسیعی از پلیمرها دارند. آنها همچنین بینشی در مورد چگونگی تجزیه مواد نرم طبیعی – مانند بافت های همبند در بدن و حتی مغز ما – ارائه می دهند.

ثابت شده است که پیش‌بینی اینکه چه زمانی یک ماده نرم مانند ژل یا الاستومر ترک می‌خورد و از کار می‌افتد، بسیار پیچیده است. آلفرد کراسبی، استاد علوم و مهندسی پلیمر در UMass Amherst و یکی از نویسندگان ارشد مقاله می گوید: «این یک راز بود. از آنجایی که دانشمندان قادر به پیش‌بینی دقیق زمان خرابی یک ماده نرم نبوده‌اند، طراحان معمولاً محصولات خود را بیش از حد مهندسی می‌کنند و توصیه می‌کنند که آنها را زودتر از دیرتر تعویض کنند تا ایمن باشند. کرازبی می‌گوید: «اما اگر بتوانیم دقیقاً پیش‌بینی کنیم که یک محصول چه زمانی و در چه شرایطی شکست می‌خورد، می‌توانیم مواد را به کارآمدترین روش برای برآوردن این شرایط مهندسی کنیم.»

شکستن این مهره خاص، که توسط برنامه حفاظت از سلامت نیروی دریایی اداره تحقیقات دریایی پشتیبانی می‌شد، شامل تلاش چند رشته‌ای بین کراسبی، گرگوری تیو، همچنین استاد علوم پلیمر در UMass Amherst، و رابرت ریگلمن، استاد مواد شیمیایی و مهندسی زیست مولکولی در دانشگاه پنسیلوانیا با ترکیبی از شیمی بسیار دقیق، مدل‌سازی کامپیوتری دقیق و مبتکرانه، و داده‌های تجربی دقیق، این گروه نظریه قدیمی‌تری به نام نظریه دریاچه توماس را با کمک یک مدل مولکولی جدیدتر به نام نظریه شبکه الاستیک واقعی اصلاح کردند. اجاره دادن). ایپک ساکلیگیل، دانشجوی فارغ التحصیل علوم پلیمر در UMass Amherst و یکی از نویسندگان ارشد مقاله، می گوید: «در نتیجه، تنها با استفاده از مواد مولکولی،

کریستوفر بارنی، یکی از دیگر نویسندگان مقاله و یکی از دانشجویان فارغ التحصیل در UMass در زمانی که این تحقیق را تکمیل کرد، می‌گوید که «این پروژه اهمیت پرداختن به مسائل علمی مدرن از منظرهای متعدد را برجسته می‌کند. با ترکیب تلاش‌هایمان، توانستیم داستانی جامع بسازیم که بسیار بیشتر از مجموع اجزای آن است.»

کرازبی می گوید: «این پیشرفت یک پیوند گمشده بین شیمی و علم مواد و مهندسی و مهندسی شبکه های پلیمری را فراهم می کند. انبساط در مواد و بافت های نرم.

– این بیانیه مطبوعاتی در ابتدا در وب سایت دانشگاه ماساچوست Amherst منتشر شد