Прототип уникального материала бросает вызов закону Ньютона

Более 10 лет Гуолян Хуанг, заведующая кафедрой инженерии в Университете Миссури (США), исследует нетрадиционные свойства метаматериалов. Так называют искусственные материалы, обладающие свойствами, не встречающимися в природе. Цель Хуанга — отслеживать упругие волны, проходящие через крупные структуры, например, самолет, без громоздких дополнительных приспособлений.

«Обычные методы имеют много ограничений, включая размер и вес. Поэтому я изучал альтернативные решения с использованием легкого материала, который при небольших размерах может контролировать низкочастотную вибрацию, исходящую от крупной конструкции, такой как самолет», — сказал Хуанг.

В новом исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, Хуанг и его коллеги представили прототип метаматериала, который использует электрические сигналы для управления как направлением, так и интенсивностью волн, проходящих через твердый материал.

«У этого первого в своем роде метаматериала странная плотность: сила и ускорение здесь не направлены в одну сторону, тем самым предоставляя нам нетрадиционный способ настройки структурной динамики объекта или его свойств, бросая вызов второму закону Ньютона. Этот метаматериал может быть полезен для мониторинга состояния гражданских конструкций, таких как мосты и трубопроводы, в качестве активных датчиков, помогая выявлять любые потенциальные повреждения, которые трудно увидеть человеческим глазом», — сказал Хуанг.