Ученые изобрели материал, который изменит технологию строительства

Поиск подходящих материалов для проекта может быть довольно сложной задачей. Необходимо учитывать множество факторов. Рассмотрим, например, строительство дома. Используемые материалы должны не только поддерживать всю конструкцию, но и обладать прочностью, гибкостью, способностью выдерживать тепловое расширение, водостойкостью и, в идеале, экономичностью без ущерба для безопасности конструкции.

Фото: physicsworld. com/c/biophysics-bioengineering/biomedical-devices/page/18/

Область материаловедения постоянно стремится разработать инновационные материалы для решения таких проблем. Недавно группа ученых опубликовала исследование, в котором утверждается, что они совершили значительный прорыв: способность сочетать прочность и поглощение вибраций.

Большинство материалов преуспевают в одной из этих областей — они либо исключительно прочные и жесткие, либо способны выдерживать напряжения и движения, вызванные вибрациями. По мнению исследователей из Амстердамского университета, ключ к созданию материала, сочетающего в себе лучшее из двух миров, лежит в использовании объектов, которые при давлении сверху сгибаются, а не разгибаются, подобно металлическому листу. При создании композитного материала из нескольких слоев предварительно смятого материала, полученное вещество обладает уникальными свойствами.

Дэвид Дайкстра, ведущий автор исследования, пояснил в пресс-релизе:

"При умелой сборке структуры из этих сгибаемых листов становятся отличными поглотителями вибраций, сохраняя при этом большую часть жесткости материала. Кроме того, листы не требуют чрезмерной толщины, что позволяет создавать относительно легкие материалы".

Это искусственно созданное вещество известно как метаматериал - материал, созданный в лаборатории и обладающий свойствами или комбинациями свойств, которые не существуют в природе. Метаматериалы часто используются для манипулирования волнами, будь то электромагнитные или физические волны, возникающие в результате вибрации, чтобы они двигались по желаемым путям.

Хотя метаматериалы не являются новой концепцией, их польза неоспорима. Природа преуспела во многих областях, и мы часто черпаем из нее вдохновение для проектирования и инженерных целей. Однако бывают ситуации, когда нам требуются материалы для выполнения задач, которые не под силу природе, например, рассеивание солнечных лучей или достижение невидимости. Именно здесь в игру вступают метаматериалы.

Исследовательская группа с оптимизмом смотрит на широкий спектр применения их нового метаматериала — от аэрокосмической техники до микроскопии. Дыкстра заявил:

"Люди склонны строить объекты — как маленькие, так и большие — и мы почти всегда хотим, чтобы эти структуры были легкими. Если мы сможем добиться этого, используя материалы, которые одновременно являются жесткими и эффективно поглощают ударные нагрузки, мы сможем усовершенствовать существующие конструкции и открыть новые возможности".