Создан материал, который становится короче, если его растянуть
Когда вы растягиваете резинку, она становится длиннее. Но представьте себе предмет, который, наоборот, укорачивается при растяжении. Звучит странно, не так ли? Однако именно такой материал создали физики из Нидерландов — и рассказали о нем в PNAS.
Конструкция, которая «схлопывается» внутрь при растяжении, в будущем может найти применение в умных устройствах или для защиты зданий от землетрясений. Исследователи обнаружили это неожиданное поведение — они назвали его «обратным схлопыванием» — во время работы над новой системой точного позиционирования деталей в особом типе роботов.
Хитроумный дизайн
Команда начала с небольших простых компонентов и соединила их особым образом. В результате получилась структура с удивительным свойством: при растяжении она не удлиняется, а сжимается внутрь.
«Мы демонстрируем, что механические системы могут вести себя вопреки нашей интуиции», — говорит профессор Мартин ван Хекке из Лейденского университета.
По его словам, это первый случай, когда «обратное схлопывание» было экспериментально зафиксировано.
Будущее применение
Схлопывающиеся механизмы уже существуют в природе — например, венерина мухоловка закрывается, когда на нее садится насекомое. Люди тоже создают подобные объекты, такие как раскладные палатки или браслеты-хлопушки. Но «обратное схлопывание» открывает путь к целому ряду умных и адаптивных технологий. Ученые уже предложили несколько возможных применений.
Мягкие роботы без моторов: представьте робота, который может двигаться вперед без отката назад — это полезно, например, для медицинских роботов, перемещающихся внутри тела. Обратное схлопывание может преобразовывать возвратно-поступательное движение в однонаправленное. Умные материалы с регулируемой жесткостью: экзоскелеты или протезы, которые остаются гибкими при ходьбе, но мгновенно твердеют при резком движении. Демпферы вибраций: структуры, самостоятельно гасящие колебания без электроники. Это может пригодиться в самолетах, ветряных турбинах или зданиях в сейсмоопасных зонах.
Комбинирование структур
Сейчас исследователи экспериментируют с комбинациями таких мягких роботизированных структур. Ван Хекке считает, что это раскроет еще больше возможностей: «Это может привести к созданию материалов, которые ведут себя почти как компьютер».
Новый метаматериал позволит производить эластичные керамику, стекло и металлы
Ученые разработали прочный материал для гибких искусственных мышц
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram