Многофункциональные метаматериалы для строительства

Многофункциональные метаматериалы для строительства

В последние годы популярность метаматериалов значительно возросла. Эти материалы не образуются в природе и не создаются в процессе химических реакций, они разрабатываются в физических лабораториях. Им можно придать особые, часто необычные, свойства, зависящие от их геометрической структуры, а не химического состава.

Метаматериалы сложно конструировать, но не производить: как только правильная геометрия известна, 3D принтера часто достаточно, чтобы изготовить материал. В последние несколько лет физики стали все более и более умело проектировать метаматериалы с интересными свойствами. Например, материалы теперь могут быть спроектированы так, чтобы быть очень легкими и очень жесткими, или проявлять странное механическое поведение – сжиматься по бокам при компрессии, в то время как обычные материалы расширяются, или же они могут программируемо менять форму.

Но что делать, если нужен материал, который имеет два специфических свойства? А что, если, в зависимости от обстоятельств, требуется возможность переключаться между двумя свойствами?

Такие задачи ставятся, например, при поиске материалов, способных выдерживать землетрясения. Эти материалы должны очень по-разному реагировать на небольшие вибрации, присутствующие в повседневной жизни здания, и на сейсмический толчок. Иными словами, материалы должны нести несколько функций в рамках одной структуры.

Именно такой материал создали физики из Амстердамского университета. Он меняет свое поведение в зависимости от того, как он сжимается – быстро или медленно. Этот материал способен поглощать энергию толчка, кардинально меняя способ деформации. Ключ к функциональности материала находится в его геометрическом рисунке.

Новый метаматериал может быть очень интересен для многих видов промышленного применения, в том числе для создания сейсмостойких строительных материалов, автомобильных амортизаторов или клапанов регулировки давления.

Источник

stroygaz.ru

Загружается фильтр ...