Новый метаматериал «переключается» между гибким и твердым состояниями

Главная особенность метаматериалов — в уникальных свойствах, которые определяются не столько их составом, сколько структурой. Особенно перспективны метаматериалы с необычными оптическими характеристиками, на основе которых могут быть созданы камуфлирующие покрытия нового поколения — вплоть до «плащей-невидимок». Ну а структура, представленная командами Кеннета Лоха (Kenneth Loh) из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Кристофера Спадачини (Christopher Spadaccini) из Ливерморской национальной лаборатории, может найти применение в робототехнике и бронезащите.

В статье, опубликованной в журнале Science Advances, ученые описывают ее как новый класс структур — «реагирующие на поля механические метаматериалы» (Field Responsive Mechanical Metamaterials, FRMM). Структура представляет собой сеть распечатанных на 3D-принтере гибких пластиковых микротрубок по пять миллиметров в длину, заполненных взвесью частиц железа в вязком масле. Эта жидкость сама по себе достаточно текуча, и в нормальных условиях метаматериал остается гибким. Однако при приложении достаточного внешнего магнитного поля частицы железа выстраиваются вдоль его силовых линий, придавая структуре жесткость.

В экспериментах приближение такой ячейки к электромагниту с восьми до одного сантиметра повышало ее жесткость на 62 процента. Возможно, в будущем такие структуры позволят создавать гибкие бронежилеты и гибких роботов, которые в случае необходимости будут моментально становиться твердыми под действием включившегося магнитного поля.