Учени създадоха нов вид материя съвкупност от взаимосвързани връзки

Екип от учени, ръководени от Северозападния университет в САЩ, преди месец разработиха молекулярна верига, изградена от механични полимерни връзки. Сега друг екип, ръководен от учени от Калтех, е разработил не съвсем течна, не съвсем твърда форма на материята, наречена поликатенирани архитектурни материали (ПАМ), които представляват, казано невероятно просто, съвкупност от взаимосвързани връзки, структурирани като верижна броня.

Този материал може да поддържа предимствата и на двете физически състояния, което означава, че може да реагира на по-широк диапазон от натоварвания. Това може да има голямо значение за защитните материали, като каски и подложки, както и за биомедицинските материали и роботиката.

Тази нова структура, подобна на верига, е подробно описана в ново проучване, публикувано в списание Science.

“ПАМ са наистина нов тип материя. Всички ние имаме предвид ясно разграничение, когато мислим за твърди материали и зърнеста материя. Твърдите материали често се описват като кристални решетки. Тези материали се състоят от дискретни частици, които могат свободно да се движат и приплъзват една спрямо друга“, заяви Киара Дарайо, старши автор на изследването от Калтех.

Въпреки че тези нови материали са изключително технически, те изглеждат и много забавни за игра. Тези ПАМ могат да бъдат във всякакви форми и размери, но за целите на това изследване екипът е създал структури, подобни на куб и сфера, с диаметър около 5 см. За да проектират структурите, Дарайо и нейният екип първо ги моделират на компютър и най-вече пресъздават кристална структура. Но вместо да използват фиксирани частици, които обикновено се срещат в тези структури, те ги заменили със „заплетени пръстени или клетки с множество страни“.

След като я отпечатали на 3D принтер, използвайки акрилни полимери, метали и найлон, екипът тествал тази „нова форма на материята“ при различни стресови фактори.

“Започнахме с компресия като всеки път компресирахме обектите малко по-силно. След това опитахме с просто срязване, странична сила, каквато бихте приложили, ако се опитвате да разкъсате материала. Накрая направихме реологични тестове, като видяхме как материалите реагират на усукване, първо бавно, а след това по-бързо и по-силно“, каза Венджи Джоу, водещ автор на изследването и докторант в Калтех.

“Когато ПАМ са подложени на напрежение на срязване, те се държат като течности поради координираните степени на свобода, предоставени от техните подобни на вериги решетъчни структури. Но след като се компресират, те се държат по-скоро като твърди тела”, обясни Джоу.

Учените тепърва започват да се занимават с възможните приложения на тези ПАМ, но поради уникалната си структура те са особено умели в разсейването на енергия, “защото всеки елемент може да се плъзга, да се върти и да се реорганизира един спрямо друг”.

Уникалните свойства на верижния материал са известни на човечеството от 2000 години, но едва сега учените наистина разбират широкия спектър от потенциални приложения на това древно изобретение. / БГНЕС