Un groupe de scientifiques de l'Université du Massachusetts à Amherst a mis au point un métamatériau aux propriétés étonnantes. Il est capable d'absorber ou de libérer instantanément d'énormes portions d'énergie mécanique. Le matériau sera utile dans n'importe quel scénario où il est nécessaire soit d'absorber un impact important (équipement de protection), soit de mettre en œuvre une réaction ultra-rapide, comme un muscle, ce qui est utile pour la robotique.
L'idée d'un métamatériau capable d'absorber ou de libérer instantanément de grandes quantités d'énergie se situe dans le plan d'utilisation du déphasage de l'état du matériau lui-même. Un exemple simple de changement d'état de phase d'une substance est la congélation ou l'évaporation de l'eau. Dans le premier cas, l'énergie est libérée et dans le second, elle est absorbée. La même règle s'applique aux matériaux solides qui peuvent passer d'un état de phase à un autre. Par exemple, la surface d'enregistrement d'un CD. Il peut être amorphe ou cristallin, pour la transition entre laquelle l'énergie du faisceau laser d'enregistrement est dépensée.
Le problème est qu'il est extrêmement difficile de créer un matériau avec les propriétés souhaitées par rapport aux transitions de phase, ce qui nécessite des interventions au niveau moléculaire, voire atomique. À cet égard, les métamatériaux - matériaux de plusieurs substances liées d'une certaine manière - sont beaucoup plus simples et assez prévisibles. En particulier, le métamatériau pour absorber l'énergie ou la restituer est réalisé sous la forme d'une certaine structure élastique avec des inserts d'aimants.
« En incorporant de minuscules aimants dans un matériau élastique, nous pouvons contrôler les transitions de phase de ce métamatériau. Et comme le déphasage est prévisible et reproductible, on peut concevoir le métamatériau pour qu'il fasse exactement ce qu'on veut : soit absorber l'énergie d'un fort impact, soit libérer une grande quantité d'énergie pour un mouvement explosif », expliquent les auteurs de l'étude, des spécialistes de le laboratoire de recherche de l'armée américaine et le bureau de recherche de l'armée américaine, et le Harbin Institute of Technology à Shenzhen (HITSZ).
2022-02-03 21:46:31
Auteur: Vitalii Babkin