Пристегнись! Здесь представлен новый класс материалов

  • Пользователь Алексей Коровин опубликовал
  • 5 июня 2023 г., 14:58:17 MSK
  • 0 комментариев
  • 47 просмотров
Что бы вы предпочли - врезаться в кирпичную стену или в матрас? Для большинства людей выбор несложен. Кирпичная стена жесткая и плохо поглощает удары или вибрацию; матрас мягкий и является хорошим амортизатором. Иногда при проектировании материалов необходимы оба этих свойства. Материалы должны хорошо поглощать вибрации, но быть достаточно жесткими, чтобы не разрушаться под давлением. Команда исследователей из Института физики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе теперь нашла способ создавать материалы, которые способны выполнять обе эти функции.

Обычно эти две характеристики материала взаимоисключают друг друга: что-то либо жесткое, либо оно может хорошо поглощать вибрации - но редко и то, и другое. Однако, если бы мы могли создавать материалы, которые оба жесткие и хорошо поглощающие вибрации, они могли бы найти множество потенциальных применений - от проектирования в наноразмерном масштабе до аэрокосмической техники.

Изгиб делает свое дело

Команда исследователей из Амстердамского университета теперь нашла способ создавать материалы, которые являются жесткими, но при этом хорошо поглощают вибрации - и, что не менее важно, которые можно сохранять очень легкими. Дэвид Дикстра, ведущий автор публикации, объясняет: "Мы обнаружили, что хитрость заключалась в использовании материалов, которые прогибаются, например тонких металлических листов. При грамотной сборке конструкции, изготовленные из таких гофрированных листов, становятся отличными поглотителями вибраций, но в то же время они сохраняют значительную жесткость материала, из которого они изготовлены. Кроме того, листы не обязательно должны быть очень толстыми, и поэтому материал может оставаться относительно легким." На изображении показан пример материала, в котором используется такое изгибание металлических листов для сочетания всех этих желаемых свойств.

Множество приложений

Исследователи тщательно исследовали свойства этих деформируемых материалов и обнаружили, что все они демонстрируют волшебное сочетание жесткости и способности рассеивать вибрации. Поскольку известные материалы не обладают таким желаемым сочетанием свойств, новые материалы, изготовленные в лабораторных условиях (или метаматериалы) имеют очень широкий спектр потенциальных применений и в очень широком диапазоне масштабов. Возможные области применения варьируются от метровых (например, в аэрокосмической промышленности, автомобилестроении и многих других гражданских конструкциях) до микромасштабных (например, в микроскопах или нанолитографии). Дикстра: "Людям нравится строить вещи - маленькие и большие, - и мы почти всегда хотим, чтобы эти сооружения были легкими. Если это можно сделать с использованием материалов, которые одновременно являются жесткими и хорошо поглощают удары, то многие существующие конструкции могут быть улучшены и станет возможным множество новых конструкций. Возможным приложениям действительно нет конца!"

Комментарии

0 комментариев