A Dél-floridai Egyetem tudósai megoldották az évszázados rejtélyt: mi teszi erősebbé a gumit?

Korom, szilícium-dioxid és erősítő anyagokHírek rss4

A USF tudósai megfejtik az évszázados rejtélyt, hogy mi teszi a gumit erősebbé

2026. augusztus 27.

RubberWorld

Tampa, FL — A Dél-floridai Egyetem tudósai azt mondják, hogy megoldották a régóta fennálló rejtélyt, hogy miért tudják a apró koromrészecskék hozzáadása a puha gumit olyan anyaggá alakítani, amely elég erős ahhoz, hogy ellenálljon a szélsőséges terheléseknek.

Az egyetem szerint a felfedezés segíthet a gyártóknak erősebb, biztonságosabb és tartósabb gumi termékek tervezésében, beleértve a gumiabroncsokat, az ipari tömítéseket és a repülőgépipari és energiaipari rendszerekben használt alkatrészeket.

A David Simmons professzor, a USF Mérnöki Karának vezetésével működő kutatócsoport 1500 molekuláris dinamikai szimulációt használt annak vizsgálatára, hogyan lépnek kölcsönhatásba százezrek atomok az erősített gumin belül. A szimulációk körülbelül 15 évnyi számítási időnek feleltek meg, és a USF nagy számítási klaszterével végezték el.

Az egyetem szerint a Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban megjelent eredmények megoldják a gumi erősítését évtizedek óta övező versengő elméleteket.

A korom, egy finom szénforma, amelyet általában a gumi erősítésére használnak, csaknem egy évszázada kerül a gumi termékekbe. Ez a gyakorlat különösen fontos a gumiabroncs-gyártásban, ahol az erősített guminak ellenáll a hőnek, a kopásnak és az ismételt igénybevételnek.

A tudósok azonban még nem jutottak átfogó magyarázatra, hogy a részecskék miért teszik a gumit drámaian erősebbé.

Simmons és munkatársai — Pierre Kawak posztdoktori kutató és Harshad Bhapkar doktorandusz — felfedezték, hogy a kulcs a Poisson-tényezőként ismert tulajdonságban rejlik, amely leírja, hogyan változtatja meg egy anyag az alakját, amikor nyújtják.

A gumi természetesen ellenáll a térfogatváltozásoknak. Amikor egy közönséges gumiszalagot megnyújtanak, elvékonyodik, miközben nagyjából ugyanazt a térfogatot tartja meg. A koromrészecskék megzavarják ezt a normál elvékonyodást, és gyakorlatilag arra kényszerítik a gumit, hogy ellenálljon a térfogat növekedésének

*Source: Rubber World. For reference only.