Ученый Гуолиан Хуан из Университета Миссури более 10 лет исследует необычные свойства "метаматериалов" - искусственных материалов, которые проявляют свойства, отличные от тех, что обычно встречаются в природе в соответствии с законами Ньютона о движении - в своем долгосрочном стремлении создать идеальный метаматериал.
Целью Хуана является помощь в контроле "упругих" энергетических волн, распространяющихся через крупные структуры, такие как самолет, с использованием маленьких и легких "метаструктур".
В новом исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), Хуан и его коллеги разработали прототип метаматериала, использующего электрические сигналы для контроля как направления, так и интенсивности энергетических волн, проходящих через твердое вещество.
Возможные применения его инновационного дизайна включают военные и коммерческие цели, такие как управление радиоволнами, направляя их на сканирование определенной области в поисках объектов, или управление вибрацией, вызванной воздушными турбулентностями при полете самолета.
Этот метаматериал имеет необычную плотность массы. Таким образом, сила и ускорение не направлены в одном направлении, что дает нам нетрадиционную возможность настраивать динамику структуры объекта или свойства, вызывающие сомнения во втором законе Ньютона.
Это первая физическая реализация необычной плотности массы. Этот метаматериал, например, может быть полезен для контроля состояния гражданских сооружений, таких как мосты и трубопроводы, в качестве активных преобразователей, помогая обнаружить потенциальные повреждения, которые могут быть трудно заметить невооруженным глазом.