Практически все твёрдые материалы, от резины и стекла до гранита и стали, расширяются при нагревании. Лишь в очень редких случаях определённые материалы идут против системы и сжимаются при нагреве. К примеру, холодная вода сжимается, если её нагревать от 0 до 4 градусов Цельсия, до того, как начать расширяться.
Инженеры MIT и Южно-калифорнийского университета внесли новое добавление в этот класс странных материалов. Команда под руководством Николаса Фанга [Nicholas X. Fang], адъюнкт-профессора инженерной механики из MIT создала звездообразные структуры, состоящие из соединённых перекладин, или ферм. Эти структуры размером с кубик сахара быстро сжимаются, будучи нагретыми до 282 градусов Цельсия.
Фермы состоят из обычных материалов, расширяющихся при нагреве. Фанг с коллегами догадались, что если соединить их особым образом, они смогут тянуть структуру внутрь, заставляя её сжиматься наподобие игрушки «сфера Гобермана».
Исследователи считают, что их творение относится к «метаматериалам» – композитным материалам, конфигурация которых имеет странные и часто контринтуитивные свойства, обычно в природе не встречающиеся.
В некоторых случаях может оказаться полезным не само сжатие этих структур, а их сопротивление расширению при нагревании. Такие материалы можно использовать, например, при изготовлении компьютерных чипов, деформирующихся при длительном нагреве. Continue reading →