科学者が構造物の構築方法を変える新素材を投下

Jun 03, 2023

プロジェクトに適した素材を見つけるのは簡単ではありません。 多くのことを考慮する必要があります。 たとえば、家を建てるとします。 家の材料は構造全体を支えることができるだけでなく、耐久性、熱膨張に耐える柔軟性、耐水性があり、理想的には家の安全性を損なうことなくできるだけ安価である必要があります。構造。

特定の条件下では、状況はさらに複雑になります。 あなたが一年を通して水位が劇的に変化する海岸線に住んでいるとします。 あるいは、断層の上に住んでいる場合、家は一般的な損耗に耐えるだけでなく、地震が起きても倒壊せずに十分に動くことができる必要があります。

材料科学の分野は、このような問題を解決するために、より多くの革新的な材料を作成することを常に目指しています。 そして最近、科学者のグループが研究結果を発表し、どのようにして丈夫で振動や衝撃を吸収するかという大きな問題を解決したと主張した。

ほとんどの材料は、非常に強くて丈夫であるか、さまざまな応力や振動の動きに耐えることができるかのどちらかです。 アムステルダム大学のチームによると、両方の長所を生かした素材を作るための鍵は、金属板のように、上から押すと曲がるのではなく曲がる物体を使うことでした。 材料を強制的に座屈させ、その事前に座屈させた材料の複数の層から複合材料を作成すると、それはまったく別のものになります。

「このような座屈したシートで作られた構造物は、賢い方法で組み立てられると、振動の優れた吸収体になります。しかし同時に、材料の剛性の多くが保たれます」と、リーダーのデイビッド・ダイクストラ氏は言う。研究著者はプレスリリースでこう述べた。 「また、シートはあまり厚くする必要がないため、比較的軽量に保つことができます。」

この研究室で作成された物質はメタマテリアルと呼ばれます。これは、自然界に存在しない特性または特性の組み合わせを持つように研究室で設計された材料です。 多くの場合、電磁波や振動によって引き起こされる物理波など、波を望ましい経路に沿って誘導するために使用されます。

メタマテリアルは新しいものではありませんが、便利です。 自然が絶妙にうまくやっていることがたくさんあり、私たちが自然からデザインやエンジニアリングのインスピレーションを得ている例もたくさんありますが、太陽光線を散乱したり、何かを目に見えなくしたりするなど、不自然なことをするために物質が必要になる特定の状況もあります。 。 そこでメタマテリアルが登場します。

研究チームは、彼らの新しいメタマテリアルが航空宇宙工学から顕微鏡に至るまで、さまざまな用途に応用できることを期待している。 「人間は小さなものでも大きなものでも物を作るのが好きで、私たちはほとんどの場合、これらの構造物が軽いことを望んでいます」とダイクストラ氏はニュースリリースで述べた。 「それが剛性と衝撃吸収性に優れた素材で実現できれば、多くの既存の設計を改善でき、多くの新しい設計が可能になります。」

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