Новый мягкий метаматериал застывает в одно мгновение при намагничивании

Этот материал можно будет использовать при изготовлении адаптивных роботов и бронежилетов. Намагничивание превращает странный новый метаматериал из мягкого в твердый за долю секунды.

Эта синтетическая структура, которая ведет себя не так, как природные материалы, является сетью пластиковых трубок, которые заполнены жидкостью, становящейся более вязкой под действием магнитного поля, которое заставляет эти трубки затвердевать. Материал может помочь сделать роботов или бронежилет более адаптируемыми, сообщают исследователи онлайн 7 декабря в журнале Science Advances.

Кристофер Спадаччини, инженер по материалам, работающий в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса в Калифорнии, и его коллеги в трехмерные решетки, состоящие из пластиковых стоек, вводили смесь микрочастиц железа и масла. Вдали от магнитов частицы железа остаются беспорядочно распределенными по всему объему масла, поэтому смесь остается жидкой.

Но если поднести к ним магнит, эти частицы выстраиваются в цепочки вдоль линий магнитного поля, делая вязкую смесь и, соответственно, трубки, в которых она находится, жестче. Материал, наполненный железными микрочастицами, весил бы слишком много и дорого бы стоил.

По словам соавтора работы Джули Джексон, инженера из лаборатории Лоуренса в Ливерморе, помещение материала в трубчатые конструкции, которые в основном открыты, сделает изделия, изготовленные из этого перестраиваемого материала, более легкими. Пока ученые проводили опыты над отдельными «элементарными ячейками» нового материала. Но из этих полых структур можно создавать более крупные конструкции.

Приближение одной такой элементарной ячейки от магнита на расстояние от восьми до одного сантиметра увеличивает ее жесткость на 62%. В прикладном использовании этот метаматериал может взаимодействовать с электромагнитами. По словам Джексон, материал, становящийся мягче или жестче по требованию, может использоваться для изготовления спортивных щитков или шлемов будущих поколений с настраиваемым поглощением ударов.

Роботы с изменяемой жесткостью смогут втискиваться в небольшие пространства, но при этом быть достаточно крепкими, чтобы нести или перемещать другие объекты.

11:03 Сегодня

Другие новости по теме:

Что вы об этом думаете?

ВКонтакте

Смотрите также:

Интересные статьи

Красота и здоровье

Как снять зубную боль быстро и эффективно?

Вряд ли найдётся очень много таких же серьёзных неприятностей, как зубная боль. Обрушившись внезапно, она способна сводить с ума даже самых флегматичных и терпеливых.