Новый подход к сохранению энергии
Исследователи разработали метод, позволяющий удерживать значительные объемы энергии в обычном круглом стержне без риска повреждения. Благодаря масштабированию и компьютерному моделированию удалось создать материал с повышенной жесткостью, что значительно увеличивает его способность поглощать энергию при деформации. Чем выше жесткость, тем сильнее проявляется сила упругости.
Принцип работы и преимущества технологии
Технология напоминает действие сжатой пружины, но имеет важное отличие. В классических пружинах напряжение сосредоточено на концах, что часто приводит к разрывам. Ученые выяснили: скручивание стержня равномерно распределяет нагрузку по поверхности, предотвращая разрушение. Это открытие стало основой для создания уникального метаматериала, чьи свойства определяются не составом, а пространственной структурой.
Хиральность как ключ к эффективности
Особенность материала — хиральность, свойство, при котором объект не совпадает со своим зеркальным отражением. Подобно человеческим рукам, элементы структуры невозможно совместить поворотом. Такая особенность обеспечивает равномерное распределение напряжений и повышает устойчивость к деформациям.
Перспективы применения
Испытания подтвердили исключительные характеристики материала: прочность на изгиб превышает аналоги в 5–10 раз, а способность накапливать энергию — в десятки раз. Ученые отмечают, что оптимизация структуры позволит еще больше улучшить показатели. Материал может использоваться в робототехнике, энергоэффективных системах и промышленности, где требуются гибкость, легкость и высокая устойчивость к нагрузкам.
Источник: naked-science.ru
