Разработан метаматериал, ведущий себя совершенно не так, как природные материалы, из которого могут быть созданы роботы или спортивные шлемы нового поколения, - пишет sciencenews.org со ссылкой на Science Advances.
Метаматериал представляет собой сеть пластиковых трубок, заполненных жидкостью, которая становится более вязкой в магнитном поле, в результате чего трубки уплотняются.
Кристофер Спадаччини, инженер по материалам в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса в Калифорнии, и его коллеги напечатали на 3-D принтере решетки, состоящие из пластиковых стоек длиной 5 миллиметров, и ввели в них смесь мелких частиц железа и масла. В отсутствие магнитного поля железные микрочастицы оставались беспорядочно разбросанными по всему маслу. Но под воздействием магнита эти железные микрочастицы выстраивались в цепочки вдоль силовых линий магнитного поля, делая жидкость более вязкой, а решетки более жесткими.
Твердый кусок материала, наполненного железными микрочастицами, был бы тяжелым и дорогим в изготовлении. По словам соавтора Джулии Джексон, инженера из Ливеморской лаборатории, создание трубчатых конструкций делает этот изменяемый материал более легким.
Исследователи проверили отдельные «элементарные ячейки» нового материала - полые структуры, которые в совокупности могут образовывать крупные решетки. Если ячейка находилась на расстоянии 8 см от магнита, а затем ее перемещали на расстояние 1 см от магнита, то жесткость структуры увеличивалась примерно на 62 процента.
В будущих технологиях этот материал может быть соединен с
устройствами, которые используют электричество для генерации
магнитных полей, называемыми электромагнитами. По словам
Джексона, материал, который способен становиться при
необходимости мягче или жестче, может быть использован для
изготовления спортивных накладок или шлемов следующего поколения
с настраиваемым поглощением ударов. Роботы с изменяемой
жесткостью могут втискиваться в небольшие пространства, но при
этом быть достаточно крепкими, чтобы перемещать другие
объекты.
[Фото: sciencenews.org]
