Вдохновившись особенностями эхолокационных сигналов, которые издают дельфины и летучие мыши, ученые предложили новый способ исследовать свойства мягких материалов. Он позволит намного быстрее анализировать физические параметры веществ. Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review X.

Во многих прикладных задачах необходимо определять свойства мягких тел, изменяющихся со временем. Например, степень готовности йогурта можно определить по его механическим свойствам, так как в готовом продукте должна появиться переплетенная сеть белковых волокон. Также эта задача актуальна при затвердевании цемента или свертывании крови. В некоторых ситуациях нужно измерить реакцию тел одновременно на несколько воздействий, таких как сжатие, растяжение, кручение и сдвиг, причем при различных параметрах, например частотах внешней силы. Обычно такие эксперименты проводят последовательно. Это занимает много времени, за которое свойства изучаемого объекта могут измениться.

В новой работе ученые предлагают модифицировать подобные испытания, заменив стандартные одночастотные воздействия теми, которые преобразуются во времени. На такое нововведение авторов вдохновили особенности эхолокации дельфинов и летучих мышей, которые посылают сигналы с разной, постепенно повышающейся частотой. Данную идею можно применить к уже установленным реометрам — приборам по определению вязкости и деформируемости тел. Достаточно только изменить подаваемый на мотор сигнал, согласно которому инструмент воздействует на изучаемый объект.

Использование модифицированной методики позволяет не только добиться значительной экономии времени, но и не проиграть в точности измерений параметров.

«Летучие мыши и дельфины посылают сигналы специальной формы, которые содержат набор частот, что позволяет им быстро найти цель, — говорит соавтор работы Микела Гери из Массачусетского технологического института (США). — Они слушают отраженные частоты и могут связать эти данные с расстоянием до объекта, причем делают это очень быстро и точно, потому что в ином случае жертва сможет скрыться».