Мы решили пофантазировать и представили, как выглядел бы разводной мост через Неву из нового материала
- Источник:
Vokrugsveta.ru, AI
Плотно спрессованный клубок канцелярских скобок может быть удивительно прочным. Попробуйте разорвать его, и запутанные между собой скобы будут сопротивляться, как твердый предмет. Но при правильном движении или вибрации этот комок быстро рассыплется на отдельные части.
Группу инженеров и материаловедов из Университета Колорадо в Боулдере, статья которых в Journal of Applied Physics, это необычное сочетание прочности и гибкости вдохновило на создание нового класса материалов, построенных на основе взаимосвязанных частиц, которые имитируют способ соединения и разъединения канцелярских скобок.
Эффект, при котором множество частиц переплетаются друг с другом, образуя связь, исследователи называют «запутанностью». Это не новая концепция. На самом деле, природа полна примеров объектов или материалов, которые переплетаются и сцепляются друг с другом, создавая прочные структуры. Вспомните гигантское птичье гнездо на дереве, сделанное из переплетенных веточек и волокон, или взаимодействие твердых минералов и мягких белков в ваших костях.
Чтобы воссоздать подобную естественную запутанность в искусственных материалах, важна форма частиц, пришли к выводу исследователи.
Тесты показали, что наибольшим потенциалом для запутывания обладает «двуногая» частица, по форме похожая на канцелярскую скобку. Исследователи также обнаружили еще несколько неожиданных преимуществ материала из таких запутанных «скобок».
Первое из них — сочетание прочности на разрыв и ударной вязкости. Такую комбинацию, по словам ученых, редко удается наблюдать у обычных материалов.
Второе преимущество — уникальная способность быстро собираться и так же быстро распадаться. Применяя к материалу различные вибрационные сценарии, команда смогла изменять степень спутывания частиц по требованию. Например, легкая вибрация приводит к лучшему сцеплению частиц и укреплению материала, в то время как более сильная вибрация приводит к их полному распутыванию.
«Это странный материал, потому что он явно не жидкость, однако он не совсем твердый. Это открывает новые, интригующие инженерные возможности», — один из авторов исследования, профессор .
Одна из таких возможностей связана с возобновляемыми ресурсами. Исследователи предположили, что в будущем большие здания и сооружения, такие как мосты, можно будет проектировать с использованием таких запутанных материалов. Это позволит разбирать их, когда они больше не нужны, или даже полностью перерабатывать.
Не исключено также, что запутанные материалы найдут применение в роботизированных системах, подобных тем, что изображают в научно-фантастических фильмах.
«Что-то вроде жидкометаллического Т-1000 из „Терминатора 2“, который может менять форму, чтобы проскользнуть под дверью, а затем снова превратиться в человека с другой стороны».
На данный момент команда сосредоточена на разработке следующего этапа своего исследования. Ученые тестируют новую форму частиц с дополнительными выступающими «ножками». Эти частицы похожи на растительные колючки, которые намертво прилипают к вашей обуви или одежде. По мнению исследователей, такая форма позволит частицам еще более прочно спутываться друг с другом.
А шведские инженеры недавно создали гольде́н — материал из золота толщиной в 1 атом, и вот чем он хорош.
