Ученые создали новые свойства метаматериалов: из твердого состояния в гибкое.

Ученые создали новые свойства метаматериалов: из твердого состояния в гибкое.

Новые свойства метаматериалов позволяют им быстро переходить из твердого состояния в гибкое

За последние 10 лет ученые из разных стран смогли добиться большого прорыва в сфере разработки и изучения свойств метаматериалов. Однако это еще не предел. Специалисты уверены, что современные технологии позволят не только усовершенствовать их, но и направить на производство, постепенно внедряя в повседневную жизнь человека.

Метаматериалы — это группа материалов, которые обладают рядом характерных признаков и качеств. Их не существует в природе, они рукотворные. Преимущества обусловлены не сырьем, использованным для изготовления, а специфической структурой, которую разрабатывают в научных центрах. В этом направлении удалось получить прекрасные результаты. Например, В 2018 году исследователи из США разработали вещество, обладающее уникальными характеристиками. Оно в различных ситуациях может быть прочным, как металл, или мягким, как пластилин.

Что представляют собой новые свойства метаматериалов?

По сообщениям ведущего американского научного издания Science Advance, авторами проекта являются специалисты Национальной лаборатории Livermore при университете Калифорнии в Сан-Диего. Творение получило название Field Responsive Mechanical Metamaterials (FRMM), что переводится как “механические метаматериалы, реагирующие на поля”.

Главная особенность разработки заключается непосредственно в процессе производства. Ключевую роль при этом играет 3D-принтер, на котором создаются специальные микротрубки из пластика. Они служат основой для нового вещества. Длина каждого экземпляра составляет всего 5 мм. Во внутреннее полое пространство заливают смесь масла и микроскопических кусочков металла.

Обыкновенное состояние FRMM гибкое, поскольку наполнитель сохраняет текучесть и высокую вязкость. Для изменения свойств необходимо подвергнуть материал воздействию магнитного поля. В таком случае частицы железа перестраиваются в определенном порядке, благодаря направленности магнетизма. Состав быстро затвердевает и становится очень прочным. Пробить ее достаточно сложно.

Тестируя разработку, исследователи узнали, что таким способом удается увеличить жесткость структуры приблизительно на 62%. По мнению специалистов, можно добиться и значительно лучших результатов. Ученые уверены, что с использованием фрагментов более крепких металлов, этот показатель может вырасти в разы.

Также стало известно, как применить эту технологию в реальной жизни. Прежде всего, ее намерены внедрить в военную промышленность. Профессионалы убеждены, что есть огромное будущее разработки в сфере производства “гибких” бронежилетов и брони для техники. В моменты, когда нет опасности, это поможет сэкономить силы солдат, повысить скорость и улучшить мобильность танков, бронетранспортеров и летательных аппаратов. Кроме того, такое решение интересно и для создания спасательных роботов. С “мягкой” защитой им будет легче проникать в узкие места.