Материал-трансформер. Ученые создали структуру, которая мгновенно затвердевает или рассыпается от вибрации

Вдохновением для открытия послужила обычная масса плотно спрессованных офисных скрепок, которая может вести себя как единый твердый объект, но быстро распадается на отдельные элементы под воздействием правильной вибрации. Руководитель Лаборатории передовых материалов и биоинспирации, профессор Франсуа Бартела, отметил, что сочетание прочности и обратимости открывает новые возможности для создания адаптивных материалов.

В основе разработки лежит явление запутывания частиц, подобное тому, как держатся вместе веточки в птичьих гнездах. В отличие от гладких и выпуклых песчинок, которые не способны сцепляться между собой, ученые изменили геометрию искусственных частиц. Используя компьютерное моделирование методом Монте-Карло, команда протестировала различные формы и обнаружила, что наибольшую степень сцепления обеспечивает «двуногая» частица, похожая на скрепку.

По словам аспиранта Саида Пезешки, созданный гранулированный материал демонстрирует одновременно высокую прочность на разрыв и ударную вязкость. Управлять состоянием структуры удалось с помощью различных режимов вибрации: слабые колебания заставляют частицы прочно сцепляться, тогда как более сильные — разрушают связи, превращая объект в рыхлую массу. Благодаря этому материал можно быстро собирать и разбирать без потери свойств.

Ученые считают, что в будущем эта технология позволит строить мосты и дома, которые по окончании срока эксплуатации можно будет просто разобрать и переделать, а не сносить. Также разработка перспективна для роевой робототехники, где микророботы смогут сцепляться для выполнения задач и разъединяться после их завершения, подобно жидкому металлическому роботу Т-1000 из кино. В настоящее время команда перешла к следующему этапу исследований, тестируя более сложные формы частиц с дополнительными выступами для еще более сильного эффекта сцепления.