Forskare vid University of South Florida löser hundraårigt mysterium: vad gör gummi starkare?

Kimrök, kiseldioxid och förstärkningsmaterialNyheter rss4

USF-forskare löser det hundraåriga mysteriet om vad som gör gummi starkare

27 augusti 2026

RubberWorld

Tampa, FL — Forskare vid University of South Florida säger att de har löst ett långvarigt mysterium om varför tillsats av små partiklar av kimrök kan förvandla mjukt gummi till ett material som är starkt nog att motstå extrema belastningar.

Enligt universitetet kan upptäckten hjälpa tillverkare att designa starkare, säkrare och mer hållbara gummiprodukter, inklusive däck, industriella tätningar och komponenter som används i flyg- och energisystem.

Forskargruppen, ledd av professor David Simmons vid USF College of Engineering, använde 1 500 molekyldynamiksimuleringar för att undersöka hur hundratusentals atomer interagerar inuti förstärkt gummi. Simuleringarna motsvarade cirka 15 års beräkningstid och utfördes med hjälp av USF:s stora beräkningskluster.

Resultaten, publicerade i Proceedings of the National Academy of Sciences, löser konkurrerande teorier som har omgett gummiförstärkning i årtionden, säger universitetet.

Kimrök, en form av fint kol som vanligtvis används för att förstärka gummi, har tillsatts till gummiprodukter i nästan ett sekel. Denna praxis är särskilt viktig vid däcktillverkning, där förstärkt gummi måste tåla värme, slitage och upprepad påfrestning.

Ändå hade forskarna inte nått en heltäckande förklaring till varför partiklarna gör gummi dramatiskt starkare.

Simmons och hans kollegor — postdoktorand Pierre Kawak och doktorand Harshad Bhapkar — fann att nyckeln involverar en egenskap som kallas Poissons förhållande, som beskriver hur ett material ändrar form när det sträcks.

Gummi motstår naturligtvis volymförändringar. När ett vanligt gummiband sträcks blir det tunnare samtidigt som volymen förblir ungefär densamma. Kimrökpartiklar stör den normala förtunningen och tvingar effektivt gummit att motstå en ökning av volymen

*Source: Rubber World. For reference only.