В Гарварде создали «метажидкость» — ее можно запрограммировать
Инженеры Гарварда создали «метажидкость» — жидкость, которую можно запрограммировать на изменение свойств, например, сжимаемости, прозрачности, вязкости. Еще можно задать, является она ньютоновской или нет. Об этом сообщает New Atlas.
Большинство материалов получают свои свойства исходя из того, из чего они сделаны, но характеристики метаматериалов зависят от тщательно разработанных структур, состоящих из небольших компонентов. Форма, размер и расположение этих небольших компонентов позволяют манипулировать электромагнитными волнами. Метаматериалы могут отражать или поглощать звук, улавливать больше энергии и даже позволяют создавать плащи-невидимки.
В новом исследовании ученые из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук решили применить этот принцип к жидкостям. В отличие от твердых метаматериалов, метажидкости могут течь и адаптироваться к форме своего контейнера. Такая жидкость состоит из наполненных воздухом эластомерных сфер шириной от 50 до 500 микрон, которые суспендированы в силиконовом масле. Эти крошечные шарики деформируются под давлением и возвращаются в исходную форму, когда давление снято. Эти два разных состояния меняют свойства метажидкости.
Так, например, когда шарики имеют полную круглую форму, они рассеивают свет, из-за чего жидкость выглядит непрозрачной. Но под давлением, когда они принимают форму полумесяца, они действуют как крошечные линзы, фокусируя свет и делая метажидкость прозрачной. Это означает, что они могут быть полезны в качестве электронных чернил, меняющих цвет.
В другом тесте исследователи использовали метажидкость в качестве гидравлической среды в роботизированном захвате. Поскольку метажидкость может автоматически реагировать на различное давление, она регулирует силу захвата. Это позволило взять бутылку, яйцо и чернику, не повреждая их. Обычно гидравлической системе, работающей на воде или воздухе, требуются датчики или внешние элементы управления, чтобы регулировать силу захвата в зависимости от поднимаемого объекта.
Метажидкость также может переключаться между ньютоновскими и неньютоновскими жидкостями. Когда капсулы имеют сферическую форму, жидкость являются ньютоновской, то есть их вязкость меняется только в зависимости от температуры, подобно воде. Но когда они сжимаются, жидкость становится неньютоновской, то есть меняет вязкость в ответ на силу сдвига, действуя больше как томатный соус.
Исследователи отмечают, что метажидкости имеют широкий спектр применений. Кроме упомянутых выше примеров, они могут использоваться в амортизаторах, которые поглощают энергию при ударе в зависимости от его силы, или в логических вентилях для жидкостных компьютеров. Свойства метажидкости могут быть настроены путем изменения состава, количества, толщины и размеров взвешенных капсул. В будущем команда планирует исследовать акустические и термодинамические свойства метажидкости.
Ученые из университетов США и Греции разработали 3D-принтер, который умеет печатать из неизвестных устройству материалов.
