Добро пожаловать всем обратно в глубокое погружение. Готовы исследовать что-то новое сегодня? Это материал, который вы, вероятно, используете каждый день, даже не подозревая об этом.
Могу поспорить, что да.
Это жидкокристаллические полимеры.
Это верно. Лкпс.
Так вы когда-нибудь слышали о них?
Может быть, не по имени, возможно, нет. Но я гарантирую, что вы будете с ними постоянно общаться.
Точно. Ага. И это то, что мы собираемся раскрыть сегодня в нашем глубоком погружении.
Точно. Ага. И это то, что мы собираемся раскрыть сегодня в нашем глубоком погружении.
Да, мы собираемся посмотреть, что делает их такими особенными, как мы на самом деле их используем и почему вас вообще должен волновать этот материал, который практически невидим.
И то хорошее, что мы рассматриваем сегодня, взято прямо из некоторых технических документов, посвященных LCPS и тому, как они работают.
При литье под давлением, о котором большинство людей, вероятно, даже не подозревает, мы изготавливаем тонны предметов повседневного обихода.
Это.
Хорошо, давайте начнем с основ. Что такое жидкокристаллический полимер? Я имею в виду, что название звучит довольно высокотехнологично.
Ну, все дело в их молекулярной структуре. Хорошо, подумай об этом вот так. У вас есть эти крошечные молекулы, и все они выстроены в аккуратные, идеальные ряды, почти как солдаты в строю. Именно такой порядок вы видите в LCP, когда он расплавлен.
Действительно? Даже когда оно расплавлено?
Ага. Это ключ. Эта организация, этот порядок – вот что дает им невероятную силу и стабильность.
Так что даже когда они растаяли, они организованы. Это дико. Это сильно отличается от обычных жидкостей, где все просто хлюпает.
Точно. И именно поэтому мы называем их жидкими кристаллами.
Хорошо.
Это, знаете ли, промежуточное состояние, не совсем твердое и не совсем жидкое. Именно это придает им уникальные свойства.
Я никогда не задумывался о научных целях, лежащих в основе чего-то вроде зарядного устройства для телефона, но это увлекательно.
Верно. И это выходит за рамки просто быть сильным. Знаете, подумайте об этих крошечных разъемах в вашем телефоне или о сверхдетализированных деталях внутри медицинских устройств. Для подобных вещей нам нужны материалы, которые можно формовать с невероятной точностью.
Это точно.
Знаете, эти крошечные, крошечные детали.
Итак, как же обстоят дела с LCPS, когда дело доходит до точности? Они хороши в этом?
О, они потрясающие. Как будто невероятно хорошо. LCP имеют невероятно низкую степень усадки при формовании. Мы говорим о сокращении примерно на 0,1%, 0,5%.
Вау, это крошечно.
Это. Он крошечный.
В общем, они отлично держат форму.
Верно.
Я имею в виду, что это очень важно для электроники, где все настолько миниатюрно.
Это абсолютно необходимо, и убедитесь, что все работает правильно, особенно в этих крошечных устройствах.
Хорошо, у нас есть прочность и точность, но как насчет старой доброй долговечности? Может ли LCPS справиться с износом повседневной жизни?
О да, абсолютно. И один из способов выяснить это — посмотреть на прочность на разрыв. По сути, это причудливый способ сказать, какую силу тяги может выдержать материал, прежде чем он сломается.
Хорошо, тогда дай мне цифры. Какую прочность на растяжение мы здесь рассматриваем?
Итак, LCPS имеют предел прочности от 150 до 250 МПа. Мы сократили это слово до MPA. Но чтобы дать вам представление: на самом деле это сравнимо с некоторыми металлами.
Серьезно, это сложно для чего-то, что по сути является пластиком.
Это.
Так что я думаю, что чехол для телефона LCP, вероятно, выдержит довольно сильное падение.
Да, намного лучше, чем обычный пластиковый. И подумайте об этом вот так. Дело не только в каплях. Речь идет об автозапчастях. Знаете, под капотом им приходится мириться с постоянной вибрацией и стрессом.
Верно, верно. Столь высокая прочность на разрыв будет очень важна для всего, что находится под капотом, да?
О, конечно.
Но в реальном мире тоже все меняется. Мол, гнутся. А как насчет прочности на изгиб? Как они с этим справляются?
Они отлично справляются. Они там тоже не сутулятся. LCPS имеют прочность на изгиб от 200 до 300 МПа.
Ух ты. Таким образом, они могут выдерживать сгибания и сгибания, не просто ломаясь. Хорошо, на данный момент мы знаем, что LCPS невероятно сильны и точны. Но ранее вы упомянули, что они как суперзвезды, когда дело доходит до жары. И наши исходные материалы подтверждают это. Что с этим делать?
Ну, представьте себе это. Внутри автомобильного двигателя температура может достигать очень высоких значений, например, более 200 градусов по Цельсию.
Это жарко.
Да, здесь очень жарко. И большинство пластиков просто плавятся или полностью теряют свою форму при таком нагреве.
Да, я вижу, как это происходит.
Это был бы беспорядок. Но lcps, они с этим справятся.
Хорошо, а как они справляются с такими экстремальными температурами?
Они просто смеются над этим. Они невероятные. LCPS может выдерживать температуру от 215 до 350 градусов по Цельсию еще до того, как он начнет размягчаться. Как будто они могут стоять в печи для пиццы и быть в полном порядке.
Это безумие. Так что, по сути, они являются подходящим материалом, когда становится жарко.
В значительной степени. Они используют все виды вещей, для которых термостойкость очень важна. Как те детали автомобильного двигателя, о которых мы говорили, электроника, которая сильно нагревается, и даже контейнеры, которые вы используете в микроволновой печи.
Подождите минуту. Значит, контейнер, который я использую для разогрева остатков еды, может быть сделан из этого невероятно прочного материала?
Это вполне могло быть.
Довольно дико думать о том, сколько науки и техники уходит на то, что мы считаем простым пластиковым контейнером.
Я точно знаю? И это только начало. LCP обладают целым рядом других удивительных качеств, таких как электрическая изоляция, способность противостоять химическим веществам и износу и многое другое.
Хорошо, подожди сейчас. Мне нужно больше узнать об этих других удивительных качествах. Давайте займемся этим. Итак, мы узнали, что LCP очень прочные, невероятно точные и могут выдерживать нагрев, как будто это ничего не значит. Но вы говорили, что у них еще больше сверхспособностей.
О, абсолютно. Мы только что коснулись поверхности.
Хорошо, я готов к большему. Ударь меня этими другими сверхспособностями. Что еще они могут сделать?
Поговорим об их электрических свойствах. Помните, мы говорили о том, как LCP используются в электронике?
Верно.
И дело не только в том, что они могут создавать крошечные и прочные компоненты.
Значит, это нечто большее, чем просто возможность справиться со всей миниатюризацией и всем остальным?
Точно. LCP также являются отличными электрическими изоляторами.
Хорошо, подожди. Напомните мне, что такое электрический изолятор на простом английском языке.
Конечно. Это означает, что они не пропускают через себя электричество. И это действительно важно в электронике. Знаете, вам нужно точно контролировать, куда идет этот ток.
То есть они как крошечные гаишники по электричеству, следят за тем, чтобы все было там, где должно, да?
Да, это отличный способ выразить это. Знаете, они предотвращают такие вещи, как утечка тока и короткое замыкание, и это гарантирует идеальную работу этих крошечных цепей в вашем телефоне или компьютере.
Имеет смысл. Но речь не может идти только об отключении электричества, не так ли? Я предполагаю, что LCP также влияют на то, как на самом деле распространяются эти электрические сигналы.
Ты прав. LCPS имеют так называемую низкую диэлектрическую проницаемость.
Диэлектрическая проницаемость. Ладно, полное раскрытие. Это пролетело у меня над головой. Что это вообще значит?
Подумайте об этом. Так. Некоторые материалы подобны губкам. Они как бы удерживают электрическую энергию, и это действительно может все испортить, особенно когда дело касается высокочастотных сигналов.
Высокочастотные сигналы? Вы имеете в виду такие вещи, как Wi-Fi и сети сотовой связи?
Точно.
Ага.
Но у LCPS низкая диэлектрическая проницаемость, поэтому они не удерживают эту энергию. Он течет свободно, а это означает, что вы получаете четкую и надежную беспроводную связь.
Таким образом, они подобны высокоскоростным интернет-кабелям материального мира, обеспечивающим быструю передачу информации без каких-либо сбоев.
Мне нравится, что. Еще один хороший способ подумать об этом.
Хорошо, я начинаю понимать, почему LCP так важны, особенно сейчас, когда мы все время на связи. Но каких еще скрытых талантов нам здесь не хватает?
Ладно, что ж, перейдем к их химической стойкости.
Химическая стойкость? Итак, мы говорим об их способности выдерживать все эти агрессивные химикаты, не разваливаясь.
Именно так. И LCPS, они действительно жесткие в этой области. Серьезно устойчивый. Подумайте о тех средах, в которых они используются. Например, о автомобильных двигателях.
Верно?
Там есть всякие жидкости. Бензин, масло, охлаждающая жидкость. И многие из них довольно неприятные и очень едкие вещества.
Да, я готов поспорить, что эти жидкости со временем разъедают большинство материалов.
Точно. Но lcps, они с этим справятся без проблем. Они не разрушаются и не подвергаются коррозии даже после длительного воздействия агрессивных химикатов.
Вау, это впечатляет. Так что они не просто сильные, они выносливые. А как насчет медицинских вещей? Могу поспорить, химическая стойкость здесь тоже очень важна.
Абсолютно. Медицинские изделия необходимо постоянно стерилизовать, чистить, и часто для этого используются довольно сильные химические вещества. Но LCP могут выдержать всю эту очистку, не повредившись, а это значит, что они остаются безопасными и эффективными для пациентов.
Это потрясающе. Как будто они могут все. Есть ли что-нибудь, с чем не может справиться LCPS?
Ну, нет ничего непобедимого, конечно. Но у них есть еще одно классное свойство, о котором я хочу упомянуть. Их низкий коэффициент трения.
Коэффициент трения. Ладно, ты потерял меня. Это похоже на что-то из школьной физики, которое я успешно заблокировал.
На самом деле это довольно просто. По сути, это мера сопротивления, которое вы получаете, когда две поверхности трутся друг о друга. Низкий коэффициент трения означает, что все скользит очень плавно.
То есть вещи, покрытые ЛКП, будут супер скользкими?
Не обязательно скользко, но да, трение будет очень низким. Подумайте о деталях машин, которые постоянно движутся, например о шестернях или подшипниках.
Ах. Хорошо, теперь я понимаю, к чему ты клонишь. Если бы вы использовали lcps, эти детали изнашивались бы меньше, и вся машина работала бы более плавно.
Точно. LCP помогают уменьшить трение, все становится более эффективным, а эти важные движущиеся части служат намного дольше.
Это сводит меня с ума. Мы начали с чего-то, что звучало как простой пластик, а теперь говорим о высоких технологиях, таких как беспроводная связь и современное оборудование.
И это то, что так здорово в lcps. Их универсальность, какой у них потенциал. И, честно говоря, мы все еще изучаем все, на что они способны. Поскольку исследования продолжаются, я уверен, что мы найдем им еще больше применений.
Что ж, это было потрясающее глубокое погружение. Мы углубились в мир LCPS, изучая их структуру, их силу и их способность справиться практически со всем, что мы им бросаем. Тепло, химикаты, даже трение.
Это потрясающе, не так ли?
Ага.
И мы только начали раскрывать все возможности.
Да, я знаю. Итак, прежде чем мы подведем итоги, у меня к вам последний вопрос. Мы поговорили о том, как LCP используются сегодня, но что насчет будущего? Какие из этих потенциальных применений действительно вас волнуют?
О, их так много. Это действительно захватывающая вещь. Например, одна область, которая меня действительно интересует, — это гибкая электроника.
Гибкая электроника, хорошо, я представляю себе гибкие телефоны с экранами, которые можно складывать.
Вы поняли.
Ага.
Представьте себе устройства, которые можно свернуть, сложить или даже растянуть, не сломав. Вот тут-то и приходят на помощь LCP. Они обладают той прочностью, гибкостью и всеми теми электрическими свойствами, о которых мы говорили.
Таким образом, они идеально подходят для создания таких схем и компонентов, которые заставят работать электронику следующего поколения.
Точно.
Это дико. Это как будто из научно-фантастического фильма. Хорошо, а какие еще футуристические приложения мы рассматриваем? Что еще есть?
Ну, еще один важный момент — аддитивное производство. Возможно, вы знаете, что это 3D-печать.
Ах да, 3D-печать. Хорошо. Но я пока не совсем вижу связи с LCPS.
Таким образом, 3D-печать позволяет нам создавать все эти сложные формы слой за слоем. И самое интересное, что для этого мы можем использовать специальные материалы. И знаете что? Мы начинаем использовать LCPS в качестве материалов для 3D-печати.
Ни за что. Действительно?
Ага.
Подождите, вы хотите сказать, что мы можем печатать вещи, которые обладают прочностью металла, но при этом легкие и гибкие, как пластик?
Это идея. И подумайте, что это может означать. Мы могли бы печатать индивидуальные медицинские имплантаты, сверхлегкие детали для самолетов и даже замысловатые произведения искусства, и все это с использованием ЖК-дисплеев со всеми их удивительными свойствами.
Возможности просто ошеломляют. Удивительно, как эти материалы формируют будущее. Это как технологии и инновации, и все благодаря lcps.
Это действительно так. И знаете, что меня больше всего волнует? Мы все еще так много узнаем о lcps. Там такой большой потенциал. И по мере того, как исследования продолжаются, я не сомневаюсь, что мы найдем им еще более невероятные применения. То, о чем мы еще даже не мечтали.
Хорошо, прежде чем мы завершим это глубокое погружение, я хочу убедиться, что наши слушатели действительно понимают, насколько невероятные эти материалы. Итак, давайте сделаем краткий обзор.
Это хорошо.
Что мы узнали?
Итак, LCP — это не обычный полимер. Когда они расплавлены, они имеют особую структуру, эту жидкокристаллическую структуру, и это придает им сочетание прочности, точности и долговечности, которое вы больше нигде не найдете.
Верно.
Я имею в виду, что они могут выдерживать невероятно высокие температуры. Они смеются над агрессивными химикатами. Они могут даже уменьшить трение.
У них действительно есть суперсила на любой случай.
Я думаю, что это идеальный способ выразить это. И мы постоянно видим, как эти сверхспособности работают в наших телефонах, наших автомобилях, медицинских устройствах, которые поддерживают наше здоровье, даже в тех контейнерах, о которых мы говорили.
Это невероятно, правда? Этот материал, о котором большинство людей никогда не слышали, играет жизненно важную роль в нашей жизни.
Я знаю, и это просто показывает, насколько на самом деле важна материальная наука, какое влияние она оказывает на все вокруг нас.
Абсолютно. Итак, всем, кто вас слушает: в следующий раз, когда вы возьмете в руки телефон, едете на машине или даже разогреваете что-то в микроволновой печи, подумайте о материалах, из которых все это работает.
Ага. Подумайте о той науке, которая стоит за всем этим.
И помните, следите за ЖК-дисплеями. Они словно скрытые герои, усердно работающие, чтобы сделать нашу жизнь лучше. Во многом так оно и есть. Ладно, вот и всё, на сегодняшнее глубокое погружение в мир жидкокристаллических полимеров. Мы надеемся, что вы весело провели время и многому научились.
Мы тоже это сделали.
И до следующего раза продолжайте исследовать, продолжать учиться и продолжать задаваться вопросом обо всех тех удивительных материалах, которые делают наш мир таким, какой он есть.
Увидимся дальше
