Інженери з Гарвардського університету створили механічний метаматеріал з регульованою формою, об'ємом і жорсткістю. Про їх розробку повідомляє стаття, опублікована в журналі.
Дизайн розробки був натхненний технікою орігамі під назвою «снапологія». Вона полягає в тому, що численні смуги паперу згортаються в модулі, і модулі з'єднуються такими ж смужками, утворюючи різноманітні багатогранники.
Вчені зауважили, що різні геометричні фігури з паперу мають різну жорсткість. У підсумку, за основу вони взяли з куб з витягнутими відносно його геометричного центру гранями, так як ця форма володіє найбільшою гнучкістю. Такий куб, що має 24 грані і 36 ребер, автори використовували як будівельний матеріал для більш великих фігур.
Взявши за основу цей куб, вони зробили прототип механічного метаматеріалу з 64 «будівельних блоків». Отримана фігура являє собою куб 4 ст.14x4, який може легко складатися. Він має три ступені свободи і при зміні форми також змінює і жорсткість.
Для своєї роботи дослідники використовували поліетилентерефталат (термопластик) і двосторонній скотч. Зміна форми фігури здійснювалася за допомогою пневматичних приводів, які, фактично, були вбудованими надувними кишенями. Однак, як зазначають вчені, метаматеріали, в основі яких лежить подібний геометричний принцип, можуть також змінювати свою форму під впливом тепла, діелектриків або води.
Свою розробку інженери пропонують використовувати для створення адаптативних фасадів будівель, хірургічних стільців, складних стільців та інших предметів. "Дослідження демонструє новий клас складних матеріалів, який підлягає повноцінному масштабуванню. Він працює як в нано, так і в метровому масштабі ", - зауважує один з керівників дослідження.
Раніше вчені з Гарварду також запропонували використовувати орігамі для складання тривимірних об'єктів. За основу вони брали жорстку схему складання плоских поверхонь Міура-орі, запропоновану астрофізиком Корьо Міурою в 1970 році.
Метаматеріалами називають матеріали, чиї властивості визначаються насамперед структурою, а не хімічною природою складових його речовин. Такі матеріали можуть мати властивості, що не зустрічаються в природних речовинах. Найбільше відомі метаматеріали, що володіють незвичайними електромагнітними властивостями, наприклад негативним коефіцієнтом заломлення електромагнітного випромінювання - вони вважаються перспективними кандидатами для створення плащів-невидимок. Однак існують також акустичні і механічні метаматеріали - структури з негативною стисканістю та іншими екзотичними властивостями.