figure

Немецкие химики создали расширяющийся под давлением материал

Название метаматериалов относится не к встречающимся в природе объектам, обладающим свойствами, обусловленными не только составляющим их элементам, сколько искусственно синтезированными периодическими структурами. В исходную природную матрицу внедряют различные периодические структуры, чтобы ученые могли заниматься конструированием метаматериалов с заданными свойствами: от размера структур до формы и до периода повторения в матрице структур.

Синтезированным метаматериалам характерно проявление физических свойств, сложно достижимых технологически либо не встречающихся в природе. Например, метаматериалы могут характеризоваться наличием таких необычных свойств, проявляющихся отрицательным показателем преломления. Из данного материала возможно создание маскировочной «умной»одежды, что обусловлено его способностью скрытия трехмерных объектов.

Структура нового материала

Сотрудники, работающие в Технологическом институте Карлсруэ, занялись созданием структурной 3D-модели, осуществив соединение взаимно перпендикулярных полых трубок размерами около микрометра в сетке, посредством П-образных скоб. В ситуациях с повышение давления среды, с погруженным в нее материалом (воздухом, жидкостью), начинает происходить сжатие центральных перекрестий. Одновременно с этим начинает происходить поворот соединяющих скоб с раздвижением перекрестий и увеличением объема структуры.

С помощью 3D-принтера ученые осуществили распечатку увеличенного пластикового прототипа модели, показав, что, если увеличивается давление от 1-ной до 5-ти атмосфер, одновременно происходит увеличение объема структуры примерно до трех процентов. Посредством варьирования размеров и толщины отдельных деталей, возникает возможность для регулирования величины расширения в зависимости от необходимости: чем выше толщина материала, тем он меньшему расширению он подвергается под давлением.

Теоретическое предсказание существования подобных структур возникло ранее, а сегодня уже продемонстрировали возможность синтеза. Ученые уверены, что новому метаматериалу характерно наличие способности противостоять высокому давлению, сравнимому с большими морскими глубинами либо при отсутствии давления в пространстве космоса, при этом не будет происходить изменение объема.