Metamateriály mohou být i antistlačitelné

Kuriózní vlastnosti metamateriálů se nemusejí omezovat jen na ohýbání světelných, seismických a zvukových vln nebo šíření tepla.

Metamateriály mohou být i antistlačitelné


Vědci připravili i metamateriál s absurdně působícími mechanickými vlastnostmi – je antistlačitelný, to znamená, že v reakci na tlak zvětší svůj objem.

Další aplikace metamateriálů viz: Bezdrátové nabíjení, hologram v infračerveném spektruantimagnet

Již asi před rokem se objevily podobné materiály postavené na hliníku vyplněném drobnými dutinkami. Jako reakci na roztahování nebo stlačování se v těchto dutinkách vytvořily pulzy, které se stavěly proti vnějšímu působení. Vše ale fungovalo pouze na určité frekvenci.
Nový metamateriál, který vyvinuli Zachary Nicolaou a Adilson Motter z Northwestern University of Evanston (Illinois), je mnohem univerzálnější. Nereaguje na vibrace, ale na trvalé působící sílu – ať už stlačující nebo roztahující.
Na pohled se zdá být taková situace nemožnou, protože příslušná látka by nebyla stabilní a samovolně by se měla ihned přeskládat v reakci na libovolný vnější podnět. Podobně divně ale působí i jiné vlastnosti metamateriálů; také zde jsou triky umožněny speciálně navrženou vnitřní strukturou.
Pro představu to má fungovat asi takhle: Vedle sebe máme čtyři částice (= nějaké molekulové clustery), 2 vnitřní se přitahují poměrně slabě, dvě vnější silněji. Pokud materiál zkusíme roztahovat, rozbijeme vazbu mezi vnitřními částicemi. Tím se ale k sobě velkou silnou mohou přitáhnout vnější částice (nebo vždy vnější s vnitřní) a materiál se smrští.
Naopak při stlačení se vazba mezi vnitřními částicemi zcela změní, což vyvolá expanzi (tohle je ovšem podstatně méně názorné než předešlý mechanismus). Jako možné využití se uvádějí třeba nátěry pro vojenská vozidla, které by chránily posádku, protože by působily přímo proti vnější síle, ať už by se snažila prorazit plášť nebo vozidlo roztrhat. Ale jistě nás napadne i řada možných aplikací v elektronice.
Článek na toto téma vyšel v časopisu Nature Materials.
Zdroj: New Scientist

Úvodní foto: © Victoria - Fotolia.com










Komentáře