Дослідники виявили, що зерна рису змінюють свою міцність залежно від швидкості стиснення. Це відкриття використали для створення нових метаматеріалів — композитів, які автоматично реагують на тиск і деформацію.
Про це пише видання Interesting Engineering.
Якщо рис стискати повільно, він зберігає міцність, а при швидкому стисканні слабшає. Це відбувається через зниження тертя між зернами під час швидкого навантаження, що послаблює внутрішні сили, які підтримують матеріал. Дослідники поєднали рис із гранульованими матеріалами, які міцнішають при швидких ударах, наприклад, піском. Так утворили композити, що по-різному реагують залежно від того, як їх обробляють.
Ці матеріали можуть згинатися, деформуватися або тверднути без електроніки, сенсорів чи активного контролю. Механіка сама визначає реакцію: швидке навантаження викликає одну поведінку, повільне — іншу. «Рис зазвичай асоціюють із їжею, а не з інженерією, — каже доктор Мінґчао Лю з Університету Бірмінгема. — Наша робота показує, що він може стати основою нового класу функціональних матеріалів».
Такі метаматеріали з високою чутливістю до швидкості можуть застосовуватися в м’яких роботах.
Вони будуть легшими, безпечнішими та адаптивнішими за традиційні металеві механізми. Роботи з таких матеріалів можуть допомагати людям, працювати в складних умовах або виконувати делікатні завдання, наприклад, хірургічні операції.
Відкриття також відкриває шлях до захисного спорядження, яке підлаштовується під швидкість удару. Шоломи, накладки та інші пристрої можуть безпечно деформуватися під різкі удари або поглинати енергію швидких зіткнень, щоб запобігти травмам.
Звичайні гранульовані матеріали можна перетворити на «розумні» системи завдяки їхній механіці. Вивчення реакції рису на різну швидкість навантаження дає інженерам план для створення матеріалів, що самостійно змінюють жорсткість і гнучкість без додаткового обладнання. Це може стати основою нової генерації адаптивних машин і захисного спорядження, де прості матеріали реагують на сили природним чином.
Читайте також:
- Зоряні війни стають реальністю. Американська компанія представила людиноподібного робота для армії
- Жорстка позиція. Профспілка Hyundai заявила, що без угоди з працівниками гуманоїдних роботів на заводах не буде
- Найшвидша розробка у світі. Британська компанія показала, як за рекордний час створила гуманоїдного робота
