Метаматеріал перетворить поступальний рух на обертальний

Зазвичай при стисненні матеріали розширюються в усі боки. Вчені розробили метаматеріал, який закручується при стисненні, і, таким чином, може бути використаний для перетворення поступального руху в обертальний, повідомляється в статті, опублікованій в.


Для перетворення поступального руху в обертальний, як правило, використовуються кривошипно-шатунні механізми. Саме завдяки такому механізму в двигунах внутрішнього згоряння поступальний рух поршнів перетворюється на обертальний рух валу, який потім передається на колеса автомобіля або інші механізми. Існують і набагато простіші способи такого перетворення, наприклад, у нещодавно представленому паперовому робочерві для цього використовувався спеціальний патерн орігамі.


Дослідники під керівництвом Мартіна Вегенера (Martin Wegener) з Технологічного інституту Карлсруе створили для зв'язування поступального і обертального руху новий метаматеріал. Він складається з кубічних осередків з незвичайною структурою: на кожній її межі розташовується коло, яке поєднане з вершинами комірки за допомогою дотичної. За рахунок цього при натисканні на дотичні кола починають повертатися і змушують всю комірку скручуватися.

Для того, щоб протестувати механічні властивості нового метаматеріалу, дослідники створили за допомогою селективного лазерного спікання кілька зразків з полімеру. Самі зразки мали однаковий розмір, але розмір кожної комірки в них розрізнявся. Для того, щоб матеріал міг вільно скручуватися, кожен зразок складався з двох рівних частин, в яких комірки мали різну хіральність. За рахунок цього при натисканні одна половина скручувалася в одному напрямку, а інша в протилежному. Вони також з'ясували, що різні зразки проявляють різну ступінь закручування. У зразку, що складається з чотирьох комірок найбільшого розміру він склав два градуси на відсоток деформації. У зразку з мінімальним розміром і максимальною кількістю комірок величина знизилася вдвічі.

Існують й інші цікаві розробки в області механічних метаматеріалів, наприклад, механічний «діод», який під впливом навантажень зміщується тільки в один бік, або матеріал, структура якого дозволяє досягти теоретично розрахованої верхньої межі упругості для композитних матеріалів. Також нещодавно нідерландські дослідники створили матеріал, жорсткість якого не зменшується, а збільшується при збільшенні його довжини.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND