Инженеры университетов Калифорнии и Виргинии доказали, что метаматериал изомакс, секрет которого заключается в особой геометрии, действительно оказался легким, прочным и многофункциональным, как и было предсказано теоретически.
В 2015 году инженер Калифорнийского университета Санта-Барбары Джонатан Бергер высказал идею, которая могла бы изменить представление людей о высокопроизводительных конструкционных материалах. Спустя два года его концепция подтвердилась.
Особенность твердой пены изомакс заключается в ее геометрии, в том, что она сочетает жесткие элементы и воздушные карманы. В отличие от типичной ячеистой или пористой структуры, строение изомакса напоминает стенки в форме пирамиды с тремя сторонами и основой, составляющими восьмигранник, усиленный изнутри крестом из пересекающихся стенок.
Сочетание пирамиды и крестообразной формы, говорит Бергер, приводит к тому, что структура обладает низкой плотностью — по сути, это в основном воздух — и необычной для своей массы прочностью.
«Геометрия изомакса максимально прочная во всех направлениях», — говорит Бергер. Другие — ячейка, например, способны противостоять воздействию сил в одном направлении и легко ломаются, если они будут приложены не с той стороны. Структура изомакса позволяет материалу сопротивляться силе разрушения и сдвига.
Эти свойства делают изомакс «очень интересным метаматериалом», считает Хайдн Уодли, коллега Бергера. Он также может стать отличным тепло- и звукоизоляционным материалом, найти применение в аэрокосмической промышленности, автомобилестроении и робототехнике, там, где машины вынуждены нести свой вес и сохранять маневренность, пишет Phys.org.
Journal information