Дослідники Массачусетського технологічного інституту (MIT) виявили, що м'які матеріали, такі як лосьйони для рук та гелі для волосся, зберігають "механічну пам'ять" про процес свого виготовлення протягом тривалого часу. Ці залишкові напруження можуть з часом змінювати властивості матеріалу, потенційно роблячи лосьйони більш рідкими.
Кристал Оуенс, постдокторант MIT CSAIL, розробила метод використання стандартного реометра для вимірювання цих залишкових напружень у гелеподібних субстанціях. Її дослідження показало, що ці матеріали можуть запам'ятовувати напрямок та тривалість початкового змішування, зберігаючи внутрішні напруження, які при вивільненні повертають матеріал до його попереднього стану. Це явище, описане в статті "Sticky Mechanical Memory" в журналі Nature Materials, є ключовим для розуміння поведінки м'яких матеріалів.
Це відкриття має значну вагу для виробництва м'яких матеріалів. Розуміння та кількісне визначення цих прихованих напружень під час виробництва дозволяє компаніям створювати продукти з покращеною довговічністю та більш стабільною продуктивністю. Наприклад, мінімізація залишкових напружень у виробництві асфальту може призвести до створення більш стійких доріг. Дослідження також вказує на потенційне застосування в харчовій промисловості для забезпечення стабільності продуктів.
Залишкові напруження, як пояснюють фахівці, це механічні напруження в тілі, що перебуває у стані спокою без зовнішніх сил. Вони виникають після кристалізації, термічного впливу або фазових перетворень, зрівноважуючись всередині виробу і викликаючи пружні деформації. Ці напруження можуть бути як шкідливими, призводячи до деформацій чи тріщин, так і корисними, підвищуючи межу пружності та витривалості матеріалу.
У контексті виробництва м'яких матеріалів, як-от гелі, що змішуються в певному напрямку, збереження цього стресу може призвести до їх повторного розрідження через кілька днів, що впливає на кінцеву якість продукту. Дослідження Крістал Оуенс відкриває нові можливості для покращення якості продукції та подовження терміну її служби. Розуміння механізмів формування залишкових напружень під час виробництва, як зазначають експерти з механічних властивостей матеріалів, є надзвичайно важливим для забезпечення цілісності поверхні та довговічності деталей. Це знання дозволяє інженерам оптимізувати процеси змішування та обробки, створюючи продукти з передбачуваними та покращеними характеристиками.