Физики из Лейденского университета разработали метаматериал, который способен считать механические деформации и даже помнить силу воздействия. Технология подойдет, например, для измерения количества автомобилей разной массы, проезжающих по мосту.
Устройство представляет собой простой блок из каучука, внутри которого вырезаны лучи. Если надавить на него, то резиновые лучи изгибаются при этом первый из них меняет свое направление. При последующем сжатии это луч толкает второй, заставляя его также изменить направление и так далее. Чтобы оценить, сколько раз материал подвергался сжатию, достаточно посчитать количество лучей, которые изменили направление. При этом, если все лучи уже изменили направление, дополнительное нажатие сбрасывает счетчик на «ноль».
Демонстрация принципов работы мета-материала
Исследователи обнаружили, что можно соединить несколько таких блоков с разными свойствами, чтобы не просто считать давление, но и определять его силу — разница в давлении вызывает разную реакцию. «Экспериментируя с этими свойствами, я смог создать метаматериал, который считает сжатие только в том случае, если вы нажимаете на него с нужной силой», — говорит Леннард Квакернаак, соавтор исследования.
Физики отмечают, что преимущество таких метаматериалов состоит в том, что они очень дешевы в производстве, их можно создать любого размера. И, в отличие от автоматических систем, они не требуют подачи электричества. Одно из возможных применений — шагомер или система для подсчета автомобилей разных весовых категорий, проезжающих по мосту.
Ученые работают над совершенствованием материала, чтобы они запоминали давление не только в одном направлении, но и в плоскости. Это позволит создать простой и дешевый «мини-компьютер».
