Масачузетският технологичен институт: нови мрежови метаматериали устояха на удари

Изследователи от МИТ и Североизточния университет са разработили метод за проектиране на нов клас метаматериали, които наричат „богати на мащаби“. Образецът е взет от мрежите в природата: съдовата система на листата, вените по крилата на водното конче и социалните мрежи. Работата излезе днес с отворен достъп в списанието „Нейчър“.

Материалите не се състоят от повтарящи се единични клетки, а от опорни греди с различни размери, които образуват физическа мрежа. Проектирането минава през алгоритъм: той прокарва линии под произволни ъгли от произволни точки в границите на физически материал, после повтаря действието с все по-къси и по-тънки линии. Типът на мрежата се мени според дебелината на първата линия и според скоростта, с която тя намалява при всяка следваща.

При физическите изпитвания образците постигнаха коравина, контролируема в широки граници, и понесоха внезапни удари по-добре от обичайните подредени метаматериали. Материалите омекотяват удара и предпазват вградени в тях чупливи предмети.

Карлос Портела, доцент по машинно инженерство и автор на изследването, описва слабостта на подредените структури. Пробие ли се или се напука такъв материал, останалата част бързо се огъва и се разрушава, защото вътрешната структура е еднородна. „Това е напълно нов начин на мислене за метаматериалите“, казва той.

Методът може да послужи за поглъщащи удар материали като каски и бронежилетки, както и за акустични лещи, които съсредоточават звук или вибрации.