https://frosthead.com

Geometrické tvary inspirují nové, pružné materiály

Geometrické vzory pocházející z 1 000 let by mohly pomoci vytvořit futuristické materiály, které by se jednoho dne mohly použít k vytváření nových lékařských technologií i pokročilých satelitů. Skupina vědců z McGill University představila začátkem tohoto týdne na březnovém zasedání americké fyzické společnosti nový druh materiálu, který čerpá z islámského umění a natahuje se novým způsobem.

Související obsah

  • Vědci se blíží k vytvoření neviditelného pláště

U většiny materiálů, od bavlny po gumu, je tahem v jednom směru způsobí, že se zkrátí v jiném směru a ztratí svůj původní tvar. Je to proto, že protažení materiálu může změnit jeho geometrickou spodní strukturu. Když se vytáhne něco jako gumička, tahem se napne guma a tím se proces ztenčí. Ale vědci z McGill University Ahmad Rafsanjani a Damiano Pasini zjistili, že integrací určitých vzorů do materiálu se ve skutečnosti může rozšířit místo tenčího, když je natažen jedním směrem, Jonathan Webb se hlásí pro BBC .

"V konvenčních materiálech, když zatáhnete jedním směrem, bude se stahovat v jiných směrech, " řekl Rafsanjani v prezentaci. „Ale s„ auxetickými “materiály se díky své vnitřní architektuře, když taháte jedním směrem, rozšiřují v bočním směru.“

Auxetické materiály jsou jedním z příkladů něčeho, co se nazývá „metamateriál“ - materiály, které jsou konstruovány tak, aby jim poskytovaly vlastnosti, které v přírodě přirozeně neexistují. V posledních letech inženýři prozkoumali možnost vytvoření metamateriálů se všemi nejrůznějšími podivnými vlastnostmi, jako je „meta-kůže“ vyrobená ze silikonových vrstev, díky nimž mohou být objekty neviditelné pro radar nebo „neviditelné pláště“, které mohou skutečně ohýbat elektromagnetické záření, jako je světlo. Auxetické metamateriály mají schopnost roztažení se ve všech směrech, když se natáhnou a rychle se vrátí do svého menšího tvaru, Shannon Hall hlásí nový vědec .

Na iráckých hrobkách z Karraqanu v hrobce z Iránu byly nalezeny dva vzory. Na iráckých hrobkách z Karraqanu v hrobce z Iránu byly nalezeny dva vzory. (Ahmad Rafsanjani a Damiano Pasini / McGill University)

Rafsanjani a Pasini hledali geometrické vzory, které by mohly pomoci vytvořit pružné metamateriály, když narazily na řadu návrhů nalezených na dvojici 1 000 let starých věží postavených starověkými íránskými hrobkami.

„Když se podíváte na islámské motivy, existuje obrovská knihovna geometrií, “ řekl Rafsanjani během prezentace. "Na stěnách těchto dvou věží můžete najít asi 70 různých architektur: teselace a curlicue vzory."

Oba vědci zjistili, že když rozřezají dva z těchto geometrických vzorů na gumové listy pomocí laserové řezačky, mohou se listy roztažit, když byly stlačeny a zmenšovat, když byly tlačeny, podobně jako Hobermanova koule.

I když jsou návrhy samy o sobě krásné, jsou jedinečné v tom, že dokážou bez pomoci udržet obě formy. V minulosti byly popsány i jiné „bistabilní“ metamateriály, ale podle zpráv Webb většinou vyžadují složité záhyby podobné origami a mnoho z nich si těžko udržuje svůj rozšířený stav. Rafsanjani říká, že tyto návrhy by mohly být začleněny do všeho od navrhování nových stentů až po držení žil nebo tepen otevřených novým druhům satelitů nebo rozvinutím solárních panelů.

"Tyto konstrukce se snadněji vyrábějí; vše, co potřebujete, je laserová řezačka, " řekl Rafsanjani.

Geometrické tvary inspirují nové, pružné materiály