Разработан материал, сжимающийся при растяжении

09.06.2012

Ученые из Северо-Западного университета разработали "волшебный" материал, который вопреки здравому смыслу сжимается при растяжении. Этот метаматериал (искусственный материал со свойствами, которые не найти в природе) открывает совершенно новые возможности по созданию защитных механизмов, микроэлектромеханических систем, искусственных мышц и т.д.

Обычные материалы при растяжении увеличиваются в размерах, однако новый метаматериал реагирует на растяжение обратным образом - сжимается. Представьте себе кусок стержня, который вы растягиваете пальцами - обычный стержень станет длиннее, но стержень из нового метаматериала наоборот уменьшится в размерах. До сих пор такой материал с отрицательной сжимаемостью создать не удавалось, и ученые ожидают, что их изобретение найдет самое широкое применение.

Необычные свойства метаматериала связаны с его уникальной искусственной структурой. Процесс изменения состояния состоит из двух условных фаз: когда материал начинает растягиваться, увеличение деформации приводит к фазовому переходу и резкому увеличению силы реакции, которая заставляет материал сжиматься. Это явление может происходить скачкообразно и связано именно с фазовым переходом. В быту фазовый переход мы можем наблюдать в виде превращения льда в воду, а затем в пар. Тем не менее, все традиционные материалы в процессе фазового перехода не получают уникальное свойство отрицательной сжимаемости.

Искусственная структура нового метаматериала состоит из двух различных частей. В момент растяжения материала слабые связи между одной частью разрушаются и начинают сближаться частицы другой части, сжимая материал.

<< Назад: Микрочип управляет мышцами 10.06.2012

>> Вперед: По Афганистану разбросают камни-шпионы 09.06.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Суперкомпьютер производительностью 1,5 экзафлопс 13.05.2019 AMD совместно с Министерством энергетики США (DOE), Национальной лабораторией Оук-Ридж (ORNL) и компанией Cray Inc. объявили о создании суперкомпьютера класса exascale, который, как ожидается, станет самым быстрым в мире и будет введен в эксплуатацию в ORNL в 2021 году. Чтобы обеспечить ожидаемую вычислительную производительность более чем в 1,5 экзафлопс, в системе Frontier будут использоваться оптимизированные для высокопроизводительных вычислений (HPC) и искусственного интеллекта заказные процессоры AMD EPYC и специализированные графические процессоры Radeon Instinct. Исследователи из ORNL будут использовать беспрецедентную вычислительную мощность системы Frontier и искусственный интеллект следующего поколения для симуляции, моделирования и исследования взаимодействий, лежащих в основе науки о погоде, субатомных структурах, геномики, физики и других важных научных областях. Инновации компании AMD, реализованные в проекте Frontier, включают оптимизированные для высокопроизводительных вычислений (HPC) и искусственного интеллекта заказные процессоры AMD EPYC и специализированные графические процессоры Radeon Instinct нового поколения в связке с памятью с высокой пропускной способностью (HBM) и возможностью оптимально работать сразу с несколькими типами данных одновременно, что бывает необходимо в машинном обучении; специализированный высокоскоростной интерконнект Infinity Fabric с низкими задержками для присоединения четырех ГП AMD Radeon Instinct к одному ЦП AMD EPYC CPU на каждую ноду; улучшенную версию открытой среды программирования ROCm, разработанную в сотрудничестве с Cray, для совместного использования центральных и графических процессоров AMD.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025