متاماده‌ای که میان لاستیک و فولاد شناور است + ویدئو

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به‌نقل از Nature، در طبیعت مواد و عناصر در دسترس محدود هستند پس طبیعت باید راهی برای استفاده‌های مختلف از آنچه در اختیار دارد بیابد. دانشمندان با استفاده از این تکنیک طبیعت، رشته‌ای به نام «متامتریال» ساختند که در آن با استفاده از آنچه در دسترس داریم، محصولات عجیبی که تاکنون نداشته‌ایم را می‌سازیم.

تصور کنید سازه‌ای داشته باشید که از یک سو مانند فولاد در مقابل فشار مقاومت می‌کند و از سوی دیگر مانند لاستیک انعطاف‌پذیر است و در وسط هم بدون تغییر شکل و وضعیت، می‌تواند تغییرات لبه را تحمل کند. ساختاری با این ویژگی قطعا بسیار جالب و بسیار کاربردی خواهد بود.

عده‌ای از دانشمندان دانشگاه میشیگان با ایده گرفتن از اسباب‌بازی‌های ساختمان‌سازی کودکان، متاماده‌ای را ساختند که این ویژگی‌ها را دارد. این ماده می‌تواند در مقابل فشار رفتارهایی متفاوت از خود بروز دهد و در حالی که در یک انتها بدون تغییر شکل و ساختار باقی می‌ماند، در انتهای دیگر ضربه را جذب کند و آن را به بخش‌های داخلی نیز منتقل نکند. این کار با استفاده از ساختار اتصال قطعات تکشیل‌دهنده ممکن می‌شود.

اصولا متامواد موادی هستند که ماده سازنده‌ آنها در ویژگی‌هایشان اثری ندارد بلکه شکل استفاده از مواد اولیه است که خاصیت آنها را تعیین می‌شکند. برای روشن شدن موضوع تصور کنید طبیعت با استفاده از اتم‌های کربن چه چیزهایی می‌سازد. گاز دی‌اکسید کربن که به‌ طور کامل در فاز گازی قرار دارد از کربن درست شده است اما کربن خالص در طبیعت از گاز تا سخت‌ترین جامد، ساختارهای مختلفی دارد.

دوده و گرافیت حالت‌های جامد نرم هستند که گرافیت با ساختار مولکولی مختلف، سختی‌های مختلفی دارد و از جمله رساناهای الکتریسیته محسوب می‌شود و شکننده است اما همین کربن با ساختار دیگری الماس را می‌سازد که سخت‌ترین ماده موجود در طبیعت است و جریان الکتریکی را از خود عبور نمی‌دهد.

متاماده تازه ساخته‌شده در دانشگاه میشیگان می‌تواند کاربردهای بسیار گسترده‌ای داشته باشد. تیم سازنده این ساختار اهدافی مانند صنایع خودروسازی برای ایمنی سرنشین و صنایع فضایی برای حفاظت از راکت‌ها و محتوای آنها را پیشنهاد داده است اما حتی جلیقه‌های ضدگلوله هم می‌توانند از چنین ماده‌ای بهره فراوان ببرند.

مترجم: محمدرضا احمدی‌نیا