Как инновации в материалах изменят наше будущее

1:59

Что, если материал может быть одновременно жидкостью и твёрдым телом?

В лаборатории Калифорнийского технологического института создан уникальный тип вещества под названием PAM (поликатионные архитектурные материалы), которое меняет своё состояние в зависимости от приложенной нагрузки.

Эти структуры обещают перевернуть представления о материалах и их свойствах.

Чем уникален PAM?

В отличие от гранулированных или кристаллических материалов, PAM объединяет свойства обоих классов.

"PAM-материалы — это действительно новый тип материи", — говорит Кьяра Дарайо профессор Калифорнийского технологического института.

Основной секрет в том, что частицы связаны между собой, как в кристаллах, но свободно скользят, как зерна песка. Благодаря этому они ведут себя как жидкость при сдвиге, но становятся твёрдыми при сжатии.

От кольчуги к инновациям

Прототипы PAM основаны на принципе соединения, как в кольчуге, только с использованием трёхмерных узоров, создаваемых на 3D-принтере.

"Это кольчуга на стероидах", — заявляет Вэньцзе Чжоу, исследователь.

Структуры из нейлона, акрила или металла тестировались под сжатием, скручиванием и сдвигом, чтобы изучить их поведение.

Применение PAM

Уникальная способность PAM поглощать энергию делает их перспективными для шлемов и защитного снаряжения, упаковки и даже биомедицинских устройств.

"Каждая частица может скользить, вращаться и перестраиваться, эффективно рассеивая энергию удара", — отмечает профессор Дарайо.

Перспективы и исследования

Микроскопические PAM реагируют не только на физические, но и на электрические воздействия, что открывает возможности для робототехники и медицины.

"Мы лишь начали исследовать возможности этого материала", — говорит Лиучи Ли, соавтор исследования.

Уточнения

3D-принтер — станок с числовым программным управлением, реализующий только аддитивные операции, то есть добавляющий порции материала к заготовке, относится к классу аддитивных технологий и обычно применяется для задач быстрого прототипирования, но в редких случаях может применяться для мелкосерийного производства конечной продукции. 

Автор Алексей Тимошкин
Алексей Тимошкин — внештатный корреспондент новостной службы Правда.Ру
Обсудить