Метаматериалы — композиты, чьи физические характеристики определяются не химическим составом, а пространственной структурой. Такая структура формируется во время изготовления, что сужает область применения таких изделий. Швейцарские инженеры разработали метаматериал из ячеек, способных менять свойства под воздействием магнитного поля.
Это настоящая революция в мире технологий: программируемый метаматериал — первое подобное создание. Пока нет специального названия, это лишь начальные эксперименты, но результаты впечатляют. Вскоре будет предоставлено полное описание технологии с подробными видеозаписями всех тестов. опубликовано в рецензируемом журнале Nature.
Новый материал разработали в постудокторской группе Института машиностроения Федеральной политехнической школы Лозанны. École Polytechnique Fédérale de Lausanne) Тян Чен (Tian Chen) под руководством Педро Рейса (Pedro ReisВ работе принимал активное участие руководитель Лаборатории геометрических вычислений Марк Паули. Mark Pauly).
Тян Чен создал систему, состоящую из большого числа элементов, которые могут существовать в двух устойчивых формах. m-bitsПодобно бинарным элементам компьютерной памяти, элементы метаматериала могут переходить в разные состояния под воздействием магнитного поля, подобно логическим ячейкам на жестком диске. Изменение состояния лишь некоторых из элементов может существенно влиять на свойства всего блока.
Тян Чен изначально задумывал создание материала с возможностью быть как жестким, так и гибким в зависимости от ситуации. Однако эксперименты показали, что программируя ячейки особым образом можно управлять не только этими двумя свойствами.
Изготовленный для тестов мат метаматериала приобретал разную гибкость в разных направлениях. Также возможно было заставить его поддерживать форму при нагрузке в одном направлении и сгибаться при изменении вектора нагрузки.
Инженер в дальнейшей работе планирует уменьшить ячейки. Дальнейшее развитие проекта пока трудно предсказать, но для его практического применения потребуется сделать их на несколько порядков компактнее. Кроме того, в лаборатории использовали силикон, а для реальных условий может понадобиться реализовать схему из других материалов.
Обсуждая итоги работы ученика, Райз… предположилСледующий шаг — создать трехмерную структуру. На данный момент метаматериал состоит из одного слоя ячеек. Объемная структура может продемонстрировать ещё более удивительные свойства. Для этого потребуется разработать новый метод программирования ячеек. В настоящее время их намагничивают или размагничивают роботизированной рукой с датчиком Холла. Она способна запрограммировать только лежащие в одной плоскости ячейки.