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