Исследователи из Лейденского университета, Нидерланды, разработали новый метаматериал, который может сжиматься избирательно. Небольшие структурные вариации в материале определяют области, изгибающиеся под внешней нагрузкой, в то время как другие области остаются неизменными. Исследование опубликованов Proceedings of the National Academy of Sciences.

Сущность метаматериалов в реализации искусственных структур с необычными свойствами, какие трудно найти в природе. Их нетрадиционные свойства могут быть запрограммированы с помощью соответствующей конструкции или топологии.

Структура состоит из гибких перекладин и может сжиматься избирательно. Область избирательного изгиба определяется топологической характеристикой структуры перекладин материала.

Исследование проводилось в Лаборатории топологической механики, которая занимается изучением механических аналогов так называемых топологических изоляторов, недавно обнаруженного квантового состояния материи. При применении к макроскопическим структурам топологические идеи, лежащие в основе этих экзотических состояний, приводят к материалам с необычными механическими свойствами.

С помощью 3D-принтера исследователи создали рабочий прототип нового метаматериала, который демонстрирует избирательный и настраиваемый изгиб. Следующим этапом исследования стало прогнозирование реакции механического аналога с топологической структурой и изучение его поведения при различных видах внешнего напряжения. В итоге это привело к созданию гибкого пластикового прототипа, который проявляет локализованный изгиб при внешнем воздействии.

Избирательно-изгибающиеся материалы имеют широкий спектр потенциальных приложений в технике и медицине. Поведение материала может быть настроено без изменения других физических свойств, таких как электро- или теплопроводность.