Метаматериал, мгновенно преобразующийся из твердого состояния в жидкое

Десятилетиями дети и многие взрослые дрожали от страха, наблюдая, как робот-убийца Т-1000, способный менять форму, преследовал персонажа Арнольда Шварценеггера в блокбастере «Терминатор 2». Однако эта ужасающая технология вот-вот станет реальностью после того, как учёные создали сложную форму материала, способного менять форму, позволяя роботам в мгновение ока менять своё состояние с твёрдого/твёрдого на мягкое/жидкое.

В фильме «Терминатор 2» супер-трансформирующийся робот-убийца Т-1000 сделан из жидкого металла и способен самовосстанавливаться. Фото: Tristar

В фильме 1991 года робот американской секретной службы Т-1000 сделан из жидкого металла, что позволяет ему превращаться в жидкость, протискиваться через ограниченные пространства и исцеляться при ранениях.

Ожидается, что новый материал, созданный Анетт Хосой, профессором машиностроения и прикладной математики Массачусетского технологического института (MIT), позволит создавать реальных роботов с аналогичными характеристиками при низких затратах.

Например, метаматериал профессора Хосои может быть использован для создания трансформирующихся хирургических роботов, способных перемещаться по человеческому телу, достигая определённой точки, не повреждая при этом внутренние органы или кровеносные сосуды. Роботы из этого материала также могут использоваться в поисково-спасательных операциях, выполняя задачи по глубокому погружению в завалы в поисках выживших.

Чтобы создать материал, способный менять форму между твёрдым и мягким/влажным состоянием, Хосой и её коллеги покрыли решётку из вспененной резины воском, объясняет она. Они выбрали вспененную резину, потому что её можно сжать до размеров, составляющих лишь малую часть её обычного размера, но после отпускания она возвращается к своей первоначальной форме.

Между тем, восковое покрытие может превратиться из твёрдой внешней оболочки в более мягкую и гибкую поверхность при умеренном нагревании. По словам профессора Хосои, это можно сделать, пропустив электрический провод вдоль каждой вощёной пенопластовой «распорки», прежде чем подать электрический ток для нагрева и расплавления окружающего воска. Отключение тока позволяет материалу остыть и вернуться в своё прежнее твёрдое состояние.

Дешевый суперморфный материал профессора Хосои

По словам Хосои, помимо превращения материала в мягкое состояние, нагревание воска таким способом также позволит устранить любые повреждения.

По словам соавтора исследования Нади Ченг, команда создала метаматериал, способный менять форму, просто погрузив полиуретановую пену в ванну с расплавленным воском. Затем они сжали пену, чтобы она лучше впитала воск. «Многие инновационные материалы могут быть очень дорогими, но благодаря этому можно купить полиуретановую пену и немного воска в магазине товаров для рукоделия очень дёшево», — говорит она.

Восковое покрытие можно заменить более прочным материалом, например, припоем.

Команда работает с экспертами по робототехнике над проектом по созданию мягких, влажных роботов, способных протискиваться сквозь ограниченное пространство, а затем расширяться обратно, подобно осьминогу. Однако таким роботам необходимо обладать достаточной силой воздействия, чтобы оказывать воздействие на окружающую среду для выполнения задачи.

По данным Vietnamnet