Метажидкость — вещество, проявляющее качества, которых не бывает в природе — создали гарвардские ученые при помощи крошечных сферических эластомеров диаметром от 50 до 500 мкм. Под давлением они расширяются, вызывая программируемые изменения свойств жидкости: упругости, вязкости, оптических характеристик. До сих пор метажидкость, способную менять состояние от ньютоновского до неньютоновского, ученым создать не удавалось.

Многие годы исследователи использовали метаматериалы для различных целей, однако, обычно они включали искусственно созданные твердые вещества. Вдобавок, их свойства определяла чаще всего их структура, а не состав.

«В отличие от твердых материалов, метажидкости обладают уникальной способностью течь и адаптироваться к форме своего сосуда. Нашей целью было создание метажидкости, которая не только обладает этими примечательными свойствами, но и является основой для программируемой вязкости, сжимаемости и оптических свойств».

Для этого ученые из Школы им. Джона Полсона Гарвардского университета создали сотни тысяч микронных сферических капсул, заполненных воздухом, и соединили их в суспензию с силиконовым маслом. Под давлением жидкости капсулы лопаются, образуя полусферы, напоминающие линзы. В результате этого меняются различные характеристики жидкости. Настраивать их можно путем подбора толщины, количества и диаметра сфер, пишет Science Daily.

Способность к изменению свойств метажидкости исследователи испытали в гидравлических грейферах робота. Без команды или сигнала извне вещество приспосабливалось к различным условиям давления. Робот смог поднять стеклянную бутылку, яйцо и ягоду, не сломав их и не требуя дополнительного программирования. Вдобавок, под давлением менялась оптические характеристики метажидкости: постепенно жидкость становилась прозрачной.

Пока форма капсул оставались сферической, жидкость вела себя как ньютоновская — ее вязкость менялась только под действием температуры. Однако когда капсулы лопались, текучесть возрастала, и она начинала проявлять свойства неньютоновской жидкости. По словам ученых, такой переход метажидкость демонстрирует впервые.

Команда исследователей предлагает свое изобретение для создания гидравлических приводов, компонентов робототехники и умных амортизаторов, выделяющих энергию в зависимости от силы удара. Кроме того, инновационная субстанция поможет в разработке оптических устройств, меняющих степень прозрачности.

Следующим шагом команды станет изучение термодинамики и звуковых характеристик жидкости.