Γεωμετρικά σχέδια που χρονολογούνται από τα 1.000 χρόνια θα μπορούσαν να βοηθήσουν στη δημιουργία φουτουριστικών υλικών που θα μπορούσαν κάποτε να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή νέων ιατρικών τεχνολογιών και προηγμένων δορυφόρων. Σε μια παρουσίαση που έγινε νωρίτερα αυτή την εβδομάδα στη συνάντηση Μαρτίου του American Physical Society, μια ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο McGill αποκάλυψε ένα νέο είδος υλικού που βασίζεται στην Ισλαμική τέχνη για να τεντώσει με νέους τρόπους.
σχετικό περιεχόμενο
- Οι επιστήμονες κινούνται πιο κοντά στη δημιουργία ενός μανδύα αόρατου χαρακτήρα
Για τα περισσότερα υλικά, από βαμβάκι έως καουτσούκ, το τράβηγμα σε μια κατεύθυνση τα κάνει να συστέλλονται σε μια άλλη, χάνοντας την αρχική τους μορφή. Αυτό συμβαίνει επειδή το τέντωμα ενός υλικού μπορεί να αλλάξει την γεωμετρική του υποδομή. Όταν τραβιέται κάτι σαν μια λαστιχένια ταινία, αυτή η ένταση τεντώνει το λάστιχο έξω, καθιστώντας το λεπτότερο στη διαδικασία. Αλλά οι ερευνητές του Πανεπιστημίου McGill Ahmad Rafsanjani και Damiano Pasini έχουν ανακαλύψει ότι με την ενσωμάτωση ορισμένων μοτίβων σε ένα υλικό μπορεί στην πραγματικότητα να γίνει ευρύτερη αντί για λεπτότερη όταν τεντωθεί προς μία κατεύθυνση, αναφέρει ο Jonathan Webb για το BBC .
"Σε συμβατικά υλικά, όταν τραβάτε τη μία κατεύθυνση, θα συρρικνωθεί σε άλλες κατευθύνσεις", ανέφερε ο Rafsanjani σε μια παρουσίαση. "Αλλά με τα« auxetic »υλικά, λόγω της εσωτερικής τους αρχιτεκτονικής, όταν τραβάτε προς μία κατεύθυνση, επεκτείνονται στην πλευρική κατεύθυνση."
Τα βοηθητικά υλικά είναι ένα παράδειγμα κάτι που ονομάζεται «υλικά μεταλλουργίας» που κατασκευάζονται με τρόπους να τους δίνουν ιδιότητες που φυσικά δεν υπάρχουν στη φύση. Τα τελευταία χρόνια, οι μηχανικοί έχουν διερευνήσει τη δυνατότητα δημιουργίας μετα-υλικών με κάθε είδους παράξενες ιδιότητες, όπως "μετα-δέρμα" κατασκευασμένο από στρώματα σιλικόνης που μπορούν να κάνουν τα αντικείμενα αόρατα για ραντάρ ή "μανδύες αόρατο" που μπορούν πραγματικά να κάμψουν την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σαν το φως. Τα βοηθητικά μετα-υλικά έχουν τη δυνατότητα να επεκτείνονται προς όλες τις κατευθύνσεις όταν τεντώνουν και σπρώχνουν πίσω στο μικρό τους σχήμα, αναφέρει ο Shannon Hall για το New Scientist .
Δύο μοτίβα βρέθηκαν στους πύργους του τάφου 1.000 ετών του Ιράκ του Ιράν. (Ahmad Rafsanjani και Damiano Pasini / McGill University) Οι Rafsanjani και Pasini αναζητούσαν γεωμετρικά σχέδια που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στη δημιουργία ελαστικών μετα-υλικών όταν συναντούσαν ένα σύνολο σχεδίων που βρέθηκαν σε ζευγάρι πύργων 1.000 ετών που χτίστηκαν από αρχαίους ιερούς τάφους.
"Όταν κοιτάζετε τα ισλαμικά μοτίβα, υπάρχει μια τεράστια βιβλιοθήκη γεωμετριών", δήλωσε ο Ραφσαντζάνι κατά τη διάρκεια μιας παρουσίασης. "Στους τοίχους αυτών των δύο πύργων, μπορείτε να βρείτε περίπου 70 διαφορετικές αρχιτεκτονικές: ταπετσαρίες και μοτίβα curlicue."
Οι δύο ερευνητές διαπίστωσαν ότι όταν έκοψαν δύο από αυτά τα γεωμετρικά σχέδια σε ελαστικά φύλλα με κόπτη λέιζερ, τα φύλλα θα μπορούσαν να επεκταθούν όταν τραβιόντουσαν και συρρικνώνονταν όταν πιέζονταν, παρόμοια με μια σφαίρα Hoberman.
Ενώ τα σχέδια είναι όμορφα και από μόνα τους, είναι μοναδικά στο ότι μπορούν να κρατούν και τις δύο μορφές χωρίς βοήθεια. Τα άλλα "διστακτικά" μετα-υλικά έχουν περιγραφεί στο παρελθόν, αλλά όπως αναφέρουν οι Webb, χρειάζονται κυρίως περίπλοκα, πτυχές που μοιάζουν με origami και πολλοί έχουν δύσκολο χρόνο για να διατηρήσουν την επεκταθείσα κατάσταση τους. Ο Rafsanjani λέει ότι αυτά τα σχέδια θα μπορούσαν να ενσωματωθούν σε όλα, από το σχεδιασμό νέων stents για να κρατήσουν φλέβες ή αρτηρίες ανοιχτές σε νέα είδη δορυφόρων ή ξεδιπλώνει ηλιακούς συλλέκτες.
"Αυτά τα σχέδια είναι ευκολότερα κατασκευασμένα · το μόνο που χρειάζεστε είναι ένας κοπτήρας λέιζερ», δήλωσε ο Rafsanjani.
