Твердость и прочность материала определяется его состоянием после воздействия на него силы, полученной в результате столкновения с внешним источником. Ученые из технологического университета штата Мичиган создали уникальный материал, который может изменять свои физические параметры в зависимости от внешнего воздействия. Их материал имеет очень сложную структуру, которая позволяет ему изменять твердость и прочность в ответ на внешнюю силу, действующую на него. Это не первый метаматериал, созданный человеком. В современном мире разработано огромное количество таких материалов, которые имеют параметры, не свойственные материалам природного происхождения. Сейчас уже существуют материалы, позволяющие создать оптические плащи-невидимки и сверхпрочные и легкие конструкции.
Материал же американских ученых может почти моментально переходить из твердого состояния в мягкое и наоборот. Напряжение определенной величины в считанные доли секунды изменяет твердость метаматериала в несколько раз. Самое интересное, что прочность и форма материала при этом не изменяется.
Такие уникальные свойства метаматериала достигаются путем создания его структуры по принципу пространственной структурной решетки. Эта решетка построена на основе миниатюрных стержней, которые между собой соединены распорками. При внешнем воздействии они меняют свои положения относительно друг друга, что позволяет материалу в пространстве оставаться неизменным. Твердость материала зависит от вектора силы, которая прикладывается. Также за счет рассеивания энергии на стержнях внутренняя структура материала не меняет форму.
По словам ученых, они планируют применить свою разработку в первую очередь в автомобилестроении. Используя данное открытие, можно будет создавать безвоздушные шины, которые будут сами адаптироваться к условиям езды. Но самой основной идеей является создание кузова автомобиля, который после столкновения превратится в гигантскую подушку безопасности и сможет поглотить и рассеять энергию после аварии, защищая тем самым пассажиров.
