Создан материал, с которым под давлением происходят странные вещи. Об этом сообщает Science News.
Метаматериал, созданный учеными из Технологического института Карлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology) в Германии, представляет собой синтетическую структуру, микрокуб, который под высоким давлением, вместо того чтобы сжаться, расширяется. Этот парадоксальный материал собран в виде решетки — с полыми трехмерными перекрестьями — из элементов, каждый из которых по форме напоминает переходное устройство — “тройник” — только на шесть розеток и микрометрового диаметра. Когда давление окружающей материал среды — воздуха, воды или чего-то еще — повышается, кольцевые поверхности перекрестий сжимаются внутрь, но поскольку сами перекрестья соединены друг с другом рычажками, скобами, это искривление поворачивает перекрестья и раздвигает их, вследствие чего вся структура расширяется, пояснил порталу Science News один из авторов изобретения — Цзиньюань Цюй (Jingyuan Qu). По словам эксперта издания Майкла Хабермана (Michael Haberman), инженера-механика из Техасского университета (University of Texas) в Остине, “эти физики очень хитро собрали довольно сложный набор структурных элементов”. Цюй с коллегами сделали микрокуб метаматериала, описанного в статье, принятой к печати журналом Американского физического общества (American Physical Society) Physical Review X, из пластмассоподобного вещества путем микроскопической 3D-печати. При помещении метаматериала в газовую камеру под давлением от одной до пяти атмосфер объем материала увеличивался на 3%.
Создание подобных расширяющихся под давлением материалов до сих пор только допускалось математическими моделями и компьютерными симуляциями, отмечает еще один эксперт Science News — Джозеф Грима (Joseph Grima), материаловед из Мальтийского университета (University of Malta). Регулировать степень расширения материала можно подгонкой толщины поверхностей перекрестий, соединяющих элементы с шестью плоскостями. Чем толще перекрестия, тем меньше будет расширяться структура. Состав метаматериала позволяет ему сохранять один и тот же размер в широком диапазоне давлений. Это делает его пригодным для производства оборудования, которому предстоит противостоять разрушительным давлениям. 3D-микропринтер, с помощью которого напечатали новый материал, сделан компанией Nanoscribe, основанной при Технологическом институте Карлсруэ. В основе такой печати миниатюрных структур — метод двухфотонной полимеризации, при котором ультракороткие лазерные импульсы, направляемые на светочувствительный материал, вызывают его полимеризацию с последующим отвердеванием на сфокусированных пятнах. Поскольку лазерный луч перемещается в трех измерениях, то он создает трехмерный объект.
Нет комментариев