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