Инженеры из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук создали «метажидкость», для которой можно запрограммировать изменение различных свойств, таких как сжимаемость, прозрачность, вязкость и даже то, является ли она ньютоновской или нет. Метажидкость может использоваться в гидравлических приводах, компонентах роботов, амортизаторах и оптических устройствах с управляемой прозрачностью.
Свойства большинства материалов зависят от того, из чего они сделаны. Но метаматериалы получают свойства благодаря тщательно разработанным структурам, состоящим из небольших компонентов. Форма, размер и расположение этих небольших компонентов позволяют манипулировать электромагнитными волнами и меня свойства материала.
Деформация капсул в метажидкости. Изображение: Adel Djellouli/Harvard SEAS
Исследователи использовали тот же принцип, что и в твердых метаматериалах для жидкостей. «Наша цель состояла в том, чтобы создать метажидкость, которая не только обладала бы этими замечательными свойствами, но также обеспечивала бы платформу для программируемой вязкости, сжимаемости и оптических свойств», объясняет Катя Бертольди, соавтор исследования.
Крошечные элементы метажидкости — наполненные воздухом эластомерные сферы шириной от 50 до 500 мк, которые суспендированы в силиконовом масле. Когда давление внутри жидкости увеличивается, капсулы деформируются, образуя линзообразную полусферу, а после уменьшения давления — возвращаются к сферической форме. Два состояния можно переключать давлением.
Изменение прозрачности давлением. Изображение: Adel Djellouli/Harvard SEAS
Так, например, когда шарики имеют полную круглую форму, они рассеивают свет, из-за чего жидкость выглядит непрозрачной. Но под давлением полусферы действуют как крошечные линзы, фокусируя свет и делая метажидкость прозрачной. Это свойство можно использовать, например, для электронных чернил, меняющих цвет. Аналогично меняются и другие свойства.
