Un gruppo di scienziati dell'Università del Massachusetts Amherst ha sviluppato un metamateriale con proprietà sorprendenti. È in grado di assorbire o rilasciare istantaneamente enormi porzioni di energia meccanica. Il materiale sarà utile in qualsiasi scenario in cui sia necessario assorbire un forte impatto (dispositivi di protezione) o implementare una reazione fulminea, come un muscolo, utile per la robotica.
L'idea di un metamateriale in grado di assorbire o rilasciare istantaneamente grandi quantità di energia sta nel piano dell'utilizzo dello sfasamento dello stato del materiale stesso. Un semplice esempio di cambiamento nello stato di fase di una sostanza è il congelamento o l'evaporazione dell'acqua. Nel primo caso viene rilasciata energia, nel secondo viene assorbita. La stessa regola si applica ai materiali solidi che possono cambiare da uno stato di fase all'altro. Ad esempio, la superficie di registrazione di un CD. Può essere amorfo o cristallino, per la transizione tra la quale viene spesa l'energia del raggio laser di registrazione.
Il problema è che è estremamente difficile creare un materiale con le proprietà desiderate in relazione alle transizioni di fase, che richiede interventi a livello molecolare e persino atomico. A questo proposito, i metamateriali - materiali di diverse sostanze collegate in un certo modo - sono molto più semplici e abbastanza prevedibili. In particolare, il metamateriale per assorbire energia o rilasciarla è realizzato sotto forma di una certa struttura elastica con inserti di magneti.
“Incorporando minuscoli magneti in un materiale elastico, possiamo controllare le transizioni di fase di questo metamateriale. E poiché lo sfasamento è prevedibile e ripetibile, possiamo progettare il metamateriale per fare esattamente ciò che vogliamo: o assorbire energia da un forte impatto o rilasciare una grande quantità di energia per un movimento esplosivo ", affermano gli autori dello studio, specialisti di il laboratorio di ricerca dell'esercito degli Stati Uniti e l'ufficio di ricerca dell'esercito degli Stati Uniti e l'Istituto di tecnologia di Harbin a Shenzhen (HITSZ).
2022-02-03 21:46:31
Autore: Vitalii Babkin