Ученые MIT разработали уникальный материал на базе резины
Материал способен поглощать и выделять огромное количество энергии. Её уровень можно заранее запрограммировать.
Команда исследователей из Массачусетского университета в Амхерсте объявила о разработке нового резинового твердого вещества, обладающего невероятными качествами. Оно может поглощать и высвобождать очень большое количество энергии.
Открытие имеет большие перспективы для очень широкого спектра применений, от предоставления роботам возможности иметь больше энергии без использования дополнительной энергии до новых шлемов и защитных материалов, которые смогут рассеивать энергию гораздо быстрее, сообщает Phys.org.
"Представьте себе резиновую ленту", - говорит Альфред Кросби, профессор полимероведения и инженерии, - "Вы оттягиваете ее назад и отпускаете, она летит по комнате. Теперь представьте себе супер-резиновую ленту. Растягивая ее, вы активируете дополнительную энергию, накопленную в материале. Теперь вы отпускаете эту резиновую ленту, она летит на милю».
Эта гипотетическая резиновая лента изготовлена из нового метаматериала, который сочетает в себе эластичное, резиновое вещество с крошечными магнитами, встроенными в него. Такой «эластомагнитный» материал использует физическое свойство, известное как фазовый сдвиг, чтобы значительно усилить количество энергии, которую материал может высвобождать или поглощать.
Фазовый сдвиг происходит, когда материал перемещается из одного состояния в другое: вода превращается в пар или жидкий бетон застывает в тротуаре. Всякий раз, когда материал смещает свою фазу, энергия либо высвобождается, либо поглощается. И фазовые сдвиги не ограничиваются только изменениями между жидким, твердым и газообразным состояниями - сдвиг может происходить от одной твердой фазы к другой.
"Чтобы усилить высвобождение или поглощение энергии, вы должны спроектировать новую структуру на молекулярном или даже атомном уровне", - говорит Кросби. Однако это сложно сделать, а тем более предсказать силу энергии. Но ученые преодолели эти проблемы и не только сделали новые материалы, но и разработали алгоритмы проектирования, которые позволяют программировать эти материалы.
Разработчиков вдохновили некоторые природные молниеносные реакции вроде защелкивающихся Венериных мухоловок. "Мы вывели это на новый уровень", - говорит Сюдун Лян, ведущий автор статьи, профессор Харбинского технологического института в Шэньчжэне (HITSZ).
«Встраивая крошечные магниты в эластичный материал, мы можем контролировать фазовые переходы этого метаматериала. И, поскольку, фазовый сдвиг предсказуем и воспроизводим, мы можем спроектировать метаматериал, чтобы сделать именно то, что мы хотим: либо поглощать энергию от большого удара, либо высвобождать большое количество энергии для ответной отдачи», - пояснил Лян.
Ранее Первый Севастопольский рассказывал, что ученые смогли создать искусственные мышцы из натуральных белков. Фрайбургская исследовательская группа впервые разработала материал из человеческих белков, который способен автономно сокращаться.