Геометричните дизайни, датиращи от 1000 години, биха могли да помогнат за създаването на футуристични материали, които един ден биха могли да бъдат използвани за изграждане на нови медицински технологии и по-съвременни спътници. В презентация по-рано тази седмица по време на мартенската среща на Американското физическо общество група учени от университета Макгил разкри нов вид материал, който привлича ислямското изкуство, за да се простира по нови начини.
Свързано съдържание
- Учените се придвижват по-близо до създаването на наметало за невидимост
За повечето материали, от памук до каучук, придърпването им в една посока ги свива в друга, губейки първоначалната си форма. Това е така, защото разтягането на материал може да промени геометричната му подструктура. Когато се изтегли нещо като гумена лента, това напрежение разтяга гумата навън, което я прави по-тънка в процеса. Но изследователите от университета Макгил Ахмад Рафсанджани и Дамяно Пасини откриха, че интегрирайки определени модели в материал, той всъщност може да се разшири, вместо да изтъни, когато се разтегли в една посока, Джонатан Уебб съобщава за BBC .
"При конвенционалните материали, когато дърпате в една посока, тя ще свива в други посоки", каза Рафсанджани в презентация. „Но с„ ауксетични “материали, поради вътрешната им архитектура, когато дърпате в една посока, те се разширяват в страничната посока.“
Ауксетичните материали са един пример за нещо, наречено „метаматериал“ - материали, които са проектирани по начини да им дадат свойства, които естествено не съществуват в природата. През последните години инженерите изследват възможността за създаване на метаматериали с всевъзможни странни свойства, като „мета-кожа“, изработена от силиконови слоеве, които могат да направят обектите невидими за радарите или „наметалата за невидимост“, които всъщност могат да огъват електромагнитното излъчване като светлината. Ауксетичните метаматериали имат способността да се разширяват във всяка посока, когато се опънат и щракнат обратно към по-малката си форма, съобщава Shannon Hall за New Scientist .
Два модела, открити на иранската кула на гробницата Каракан на 1000 години. (Ахмад Рафсанджани и Дамяно Пасини / Университета Макгил) Рафсанджани и Пазини търсеха геометрични дизайни, които биха могли да помогнат за създаването на еластични метаматериали, когато се натъкнаха на набор от дизайни, открити на двойка от 1000 годишни кули, построени от древни ирански гробници.
"Когато погледнете ислямските мотиви, има огромна библиотека от геометрии", каза Рафсанджани по време на презентация. "По стените на тези две кули можете да намерите около 70 различни архитектури: tessellations и curlicue модели."
Двамата изследователи откриха, че когато изрязват два от тези геометрични дизайни на гумени листове с помощта на лазерна резачка, листовете могат да се разширят, когато се изтеглят и да се свиват при натискане, подобно на сферата на Hoberman.
Въпреки че дизайните са красиви сами по себе си, те са уникални по това, че могат да държат и двете форми без помощ. Други „бистабилни“ метаматериали са били описани в миналото, но както съобщава Webb, те изискват най-вече сложни гънки, подобни на оригами, и мнозина трудно поддържат разширеното си състояние. Рафсанджани казва, че тези дизайни биха могли да бъдат включени във всичко - от проектирането на нови стентове, които да държат вени или артерии отворени до нови видове спътници или разгъване на слънчеви панели.
„Тези дизайни са по-лесни за изработка; всичко, от което се нуждаете, е лазерна резачка“, каза Рафсанджани.
