Metamateriály – stroje budoucnosti?

V poslední době se výzkumníci začali zabývat nejen vnějším tvarem objektů, ale také jejich vnitřní mikrostrukturou. Takové objekty, obvykle založené na 3D buněčných sítích, jsou také známé jako metamateriály. Metamateriály jsou umělé struktury s mechanickými vlastnostmi, které definují jejich obvykle opakující se buněčné vzory, spíše než materiál, z něhož jsou vyrobeny.
Zatím byly metamateriály chápány pouze jako druh materiálu, Hasso Plattner Institut Postdamské univerzity je ovšem považuje za stroje.



Tento koncept je prosazován vytvořením objektů, které umožňují řízené směrové pohyby. To umožňuje uživatelům vytvářet objekty, které provádějí mechanické funkce. Tyto objekty tak implementují zařízení, která transformují vstupní síly a pohyb do požadované množiny výstupních sil a pohybu – také známých jako mechanismy. Ty se skládají z jediného bloku materiálu, jehož buňky spolu hrají dobře definovaným způsobem za účelem dosažení makroskopického pohybu. Například zámky dveří vyrobené z metamateriálu transformují rotační pohyb rukojeti na lineární pohyb západky.

Klíčovým prvkem, který stojí za oněmi mechanismy metamateriálu, je specializovaný typ buňky, jehož jedinou schopností je střih. Narozdíl od pevné buňky je tato smyková buňka navržena tak, aby se deformovala při působení síly, konkrétněji na smyku, což umožňuje řízený směrový pohyb.

Podrobnější informace o strojích z metamateriálu k nahlédnutí zde.

Zdroj: hpi.de