과학자들은 구조를 만드는 방법을 바꿀 새로운 재료를 떨어뜨렸습니다.

Jun 03, 2023

프로젝트에 적합한 자료를 찾는 것은 쉽지 않습니다. 많은 고려사항을 고려해야 합니다. 예를 들어 집을 짓는 경우를 생각해 보십시오. 전체 구조를 지탱할 수 있는 집의 재료가 필요할 뿐만 아니라 열팽창을 견딜 수 있을 만큼 내구성이 있고 유연해야 하며, 방수 기능이 있어야 하며 이상적으로는 주택의 안전을 손상시키지 않으면서 최대한 저렴해야 합니다. 구조.

특정 조건에서는 상황이 더욱 복잡해집니다. 당신이 일년 내내 수위가 급격하게 변하는 해안선에 살고 있다고 가정해 보겠습니다. 또는 당신은 집이 일반적인 마모를 견뎌야 할 뿐만 아니라 무너지지 않고 지진을 견딜 수 있을 만큼 충분히 움직일 수 있어야 하는 단층선에 살고 있습니다.

재료과학 분야는 이와 같은 문제를 해결하기 위해 점점 더 혁신적인 재료를 만들기 위해 항상 노력하고 있습니다. 그리고 최근 한 과학자 그룹이 큰 문제를 해결했다고 주장하는 연구 결과를 발표했습니다. 어떻게 하면 견고하게 만들고 진동이나 충격을 흡수할 수 있을까요?

대부분의 재료는 둘 중 하나입니다. 매우 강하고 단단하거나 다양한 응력과 진동의 움직임을 견딜 수 있습니다. 암스테르담 대학 팀에 따르면, 두 가지 장점을 모두 갖춘 소재를 만드는 핵심은 마치 금속판처럼 위에서 누르면 휘어지는 물체가 아니라 휘어지는 물체를 사용하는 것이었습니다. 재료를 강제로 버클로 만든 다음 미리 버클이 채워진 재료의 여러 층으로 복합 재료를 만들면 완전히 다른 것이 됩니다.

"교묘한 방법으로 결합하면 이러한 버클 시트로 만들어진 구조물은 진동을 효과적으로 흡수하는 동시에 재료의 강성을 많이 유지합니다."라고 David Dykstra, 리드 연구의 저자는 보도 자료에서 말했다. "게다가 시트가 너무 두껍지 않아도 되므로 소재를 상대적으로 가볍게 유지할 수 있습니다."

실험실에서 생성된 이 물질을 메타물질이라고 합니다. 이는 자연에 존재하지 않는 특성 또는 특성의 조합을 갖도록 실험실에서 가공된 물질입니다. 흔히 전자파이든 진동으로 인한 물리적 파동이든 원하는 경로를 따라 파동을 안내하는 데 사용됩니다.

메타물질은 새로운 것은 아니지만 유용합니다. 자연이 절묘하게 잘하는 일이 많고, 자연에서 디자인과 엔지니어링 영감을 얻는 경우도 많지만, 태양광선을 산란시키거나 보이지 않게 만드는 등 부자연스러운 일을 하려면 물질이 필요한 상황도 있습니다. . 메타물질이 등장하는 곳이 바로 여기입니다.

연구팀은 새로운 메타물질이 항공우주 공학부터 현미경까지 다양한 응용 분야를 갖기를 희망하고 있습니다. Dykstra는 보도 자료에서 "인간은 작은 것, 큰 것 등을 만드는 것을 좋아하며 거의 항상 이러한 구조가 가벼워지기를 원합니다."라고 말했습니다. "강성과 충격 흡수 능력이 모두 뛰어난 소재로 이것이 가능하다면 기존의 많은 디자인이 개선될 수 있고 많은 새로운 디자인이 가능해질 것입니다."

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