2017年2月14日
世界上第一个能够毫不费力地在一个方向上转移运动并在另一个方向上阻止欧洲杯足球竞彩运动的机械超材料已经由美国宇航局的工程师和研究人员开发出来德克萨斯大学在奥斯汀和荷兰阿莫夫研究所。
这项研究的结果发表在2月13日出版的一篇论文中th《自然》杂志的一期。这种材料可以被认为类似于机械单向屏蔽,它可以防止能量进入,但可以毫不费力地将能量传输到另一侧。
超材料—欧洲杯足球竞彩—具有自然界中未发现的特性的合成材料——已被用于开发第一种非互易机械材料。
通过打破运动的对称性,可以有效地控制机械系统。可以通过潜在使用非互易超材料来开发新型机械装置,如假肢、软机器人、执行器(即对控制或移动机构非常重要的机器部件)和其他有可能增强能量吸收、转换和收集的装置。欧洲杯足球竞彩
研究人员的成功依赖于克服互易性(各种物理系统的基本原理)的潜力,这确保了从相反方向推动任意结构时获得相同的响应。
这一原理控制着不同形式的信号在空间中传播的方式,并清楚地说明了发送无线电或声学信号以及接收信号的能力背后的原因。在力学领域,互易性表示运动通过物体的对称传递;如果B侧通过推a侧移动特定量,则推B侧时,a侧也会发生相同的移动。
我们创建的机械超材料在调色板中提供了新欧洲杯足球竞彩的元素,材料科学家可以使用这些元素来设计机械结构。对于希望打破分子位移在材料微观结构中传播的自然对称性的应用来说,这可能是非常有趣的。
Andrea Alu,科克雷尔工程学院教授
在过去的几年里,Alu与科克雷尔学院的研究科学家迪米特里奥斯·索纳斯(Dimitrios Sounas)以及研究小组的其他成员合作,在声学和电磁学的非互易装置领域取得了惊人的发现。
这些发现包括无线电波、声波和光的新型非互易装置的开发。在访问荷兰AMOLF研究所时,研究团队开始与最近从事机械超材料开发的AMOLF研究人员Corentin Coulais进行建设性合作和密切互动,从而使研究团队取得了成功。欧洲杯足球竞彩
最初,研究人员开发了一种厘米级的橡胶超材料,具有独特的定制鱼骨骨架设计。设计旨在满足克服相互作用的主要条件,即不对称性和与作用力成线性比例的响应。
这种结构为我们设计第二种超材料提供了灵感,这种超材料具有非常强的非互易性。通过将鱼骨超材料的简单几何元素替换为由连接的正方形和菱形构成的更复杂的结构,我们发现我们可以非常强烈地打破互易条件,并且我们可以实现非常大的非互易响应。
Corentin Coulais,研究员,AMOLF
材料结构包括菱形和方形晶格,其中晶格在整个样品中完全均匀,就像普通材料一样。然而,晶格的每个单元都以特定的方式略微倾斜,这种差异极大地控制了超材料对外部刺激的反应方式。
超材料作为一个整体反应不对称,一面非常坚硬,一面非常柔软。单元不对称性和软侧位置之间的关系可以通过称为拓扑的非常通用的数学框架进行预测。在这里,当建筑单元向左倾斜时,超材料的右侧将非常柔软,反之亦然。
迪米特里奥斯·索纳斯,科克雷尔工程学院研究科学家
当在其软侧施加力时,超材料很容易在结构内诱导钻石和正方形旋转,但仅在压力点附近。然而,另一方面的影响微乎其微。
相反,当在刚性一侧施加相同的力时,运动会在整个材质中传播并放大,从而在另一侧产生较大的效果。因此,当从左侧和右侧推动时,不同的反应是明显的,即使在小作用力的情况下,也会导致很大的不可逆性。
该团队正致力于利用拓扑机械超材料用于不同的应用,优化超材料,以及开发用于修复、软机器人和能量采集的不同设备。欧洲杯足球竞彩
空军科学研究办公室、西蒙斯基金会、海军研究办公室、荷兰科学研究组织和国家科学基金会资助了这项研究。欧洲杯线上买球