Τεχνολογία υλικών: Δημιουργήθηκε νέο υλικό που μοιάζει με λάστιχο και έχει εκπληκτικές ιδιότητες

Δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό «Proceedings of the National Academy of Sciences», από ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης Amherst: Δημιουργήθηκε ένα νέο στέρεο υλικό που μοιάζει με καουτσούκ και έχει – όπως αναφέρεται – εκπληκτικές ιδιότητες. Μπορεί να απορροφήσει αλλά και να απελευθερώσει τεράστιες ποσότητες ενέργειας και το πιο καταπληκτικό, αυτό μπορεί να προγραμματίζεται.

Το νέο υλικό που μοιάζει με λάστιχο, είναι κατασκευασμένο από ένα νέο μετα-ϋλικό – μια ουσία που έχει υποστεί επεξεργασία, ώστε να μην υπάρχουν οι ιδιότητες των φυσικών υλικών – το οποίο επίσης μοιάζει με ελαστική ουσία που μοιάζει με καουτσούκ με μικρούς μαγνήτες επάνω του. [Στην εικόνα του κειμένου: Οι πόλοι των μαγνητών είναι χρωματισμένοι κόκκινο και μπλε]. Ο προσανατολισμός των μαγνητών σε διαφορετικές κατευθύνσεις αλλάζει τις ιδιότητες του «ελαστομαγνητικού» υλικού. Εκμεταλλεύεται μια φυσική ιδιότητα γνωστή ως «αλλαγή φάσης», η οποία ενισχύει σημαντικά την ποσότητα ενέργειας που μπορεί να απορροφήσει ή να απελευθερώσει το υλικό.

Μια «αλλαγή φάσης» συμβαίνει όταν το υλικό μετακινείται από τη μια φάση στην άλλη: σκεφτείτε το νερό που μετατρέπεται σε ατμό ή το υγρό σκυρόδεμα που σκληραίνει σε ένα πεζοδρόμιο. Όταν ένα υλικό αλλάζει φάση, η ενέργεια είτε απελευθερώνεται είτε απορροφάται. Η αλλαγή φάσης δεν περιορίζεται στην εναλλαγή μεταξύ υγρών, στερεών ή αέριων καταστάσεων – μπορεί επίσης να συμβεί από τη μια στερεά φάση στην άλλη. Μια αλλαγή φάσης απελευθέρωσης ενέργειας μπορεί να αξιοποιηθεί ως πηγή ενέργειας, αλλά η λήψη αρκετής ενέργειας ήταν πάντα το δύσκολο κομμάτι.

Με τέτοιες ιδιότητες, το νέο υλικό είναι πολλά υποσχόμενο για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, από πιο ισχυρά ρομπότ χωρίς πρόσθετες πηγές ενέργειας έως νέα κράνη και προστατευτικά υλικά που μπορούν να διαχέουν ενέργεια πολύ πιο γρήγορα.

«Με το να συμπεριλαμβάνουμε μικρούς μαγνήτες στο ελαστικό υλικό μπορούμε να ελέγξουμε τις μεταβάσεις φάσης αυτού του μετα-υλικού. Και επειδή η αλλαγή φάσης είναι προβλέψιμη και επαναλαμβανόμενη, μπορούμε να επεξεργαστούμε το υλικό για να κάνουμε ακριβώς αυτό που θέλουμε: είτε απορροφώντας ενέργεια από μια ισχυρή κρούση είτε απελευθερώνοντας τεράστιες ποσότητες ενέργειας για μια εκρηκτική κίνηση» είπε ο Xudong Liang, κύριος συγγραφέας της εργασίας, νυν καθηγητής στο Harbin Institute of Technology, Shenzen (HITSZ), Κίνα.

Η έρευνα, η οποία υποστηρίχθηκε από το Ερευνητικό Εργαστήριο Στρατού των ΗΠΑ και το Γραφείο Ερευνών του Στρατού των ΗΠΑ, καθώς και το HITSZ, έχει εφαρμογές σε οποιοδήποτε σενάριο, όπου απαιτούνται κρούσεις υψηλής δύναμης ή αστραπιαίες αποκρίσεις.