wi-fi

58 подписчиков

Свежие комментарии

Материалы будущего. Как выглядят узоры из звука

Материалы будущего. Как выглядят узоры из звука

Представьте себе шахматную доску. Чтобы повторить весь ее рисунок, достаточно иметь небольшой фрагмент из двух черных и двух белых квадратов, расположенных в соответствующем порядке. На его основе можно создать точно такие же фрагменты и соединить их в единую конструкцию.

Такая периодическая структура, с узорами, в которых есть повторение, возникает в кристаллах естественным путем. Возьмем, к примеру, крупицу соли. На атомном уровне это будет выглядеть как решетка из атомов натрия и хлора. Вы можете скопировать ее фрагмент из одной части и вставить в любую другую часть — они совпадут.

С квазипериодической структурой так сделать не получится. Посмотрите на узор, называемый мозаикой Пенроуза. На первый взгляд кажется, что геометрические ромбовидные плитки имеют повторяющийся узор. Но вы не сможете скопировать какой-то определенный фрагмент и вставить его в другое место. Рисунок не совпадет, так как он имеет индивидуализированную структуру на микроуровне.

Материалы будущего. Как выглядят узоры из звука
Квазипериодический двухмерный узор. Фото: Fernando Guevara Vasquez

Ученые создали такую квазипериодическую структуру в реальности. Для этого они использовали ультразвуковые волны, возникающие под действием нескольких пар ультразвуковых преобразователей.

 Получилась восьмиугольная установка, в которую поместили небольшие углеродные наночастицы, взвешенные в воде. После включения преобразователей ультразвуковые волны направляли частицы углерода на определенные места, создавая квазипериодический узор, похожий на мозаику Пенроуза.

Изготовление новых материалов

Следующим шагом ученых будет попытка изготовить материал с квазипериодическим узором. Это было бы несложно, если бы все эксперименты с частицами проводили не с водой, а с полимером, например. Тогда вся структура могла бы затвердеть, как только частицы будут на месте.

«Что особенно важно, с помощью этого метода мы можем создавать квазипериодические материалы, которые являются двухмерными или трехмерными и могут иметь практически любую из обычных квазипериодических симметрий. Мы сами выбираем, как расположить ультразвуковые преобразователи и как ими управлять», — говорят ученые.

Пока неизвестно, на что точно будут способны новые материалы, но ожидается, что они будут реагировать на электромагнитные волны, подобные тем, которые используются сегодня в современных технологиях связи. Они также более жесткие, чем существующие материалы, и обладают низким коэффициентом трения.

 

Ссылка на первоисточник

Картина дня

наверх