A Harvard kutatói metafolyadékot hoztak létre, ami sajátos módon képes rá, hogy newtoni és nemnewtoni állapotok között váltakozzon, azaz változtassa a tulajdonságait és viselkedését a környezeti hatásokra reagálva. A folyadék speciális jellege számos felhasználási lehetőség előtt nyitja meg az utat: a robotikában vagy akár e-tintaként is alkalmazható az anyag.

A metafolyadékok a metaanyagok csoportjába tartoznak: ezek az anyagok nem természetes úton keletkeznek, hanem mesterségesen alakítják ki őket, úgy, hogy a tulajdonságaik valamilyen specifikus célra alkalmassá tegyék őket. A Harvard leírása szerint a metaanyagok jellemzőit nem annyira a szerkezetük, hanem az összetevőik határozzák meg és a metafolyadékok egyedi előnye, hogy alkalmazkodni is tudnak a környezetükhöz. A kutatók főként arra voltak kíváncsiak, hogy létre lehet-e hozni egy olyan metafolyadékot, ami programozható és változtatni tudja a viszkozitását és optikai tulajdonságait.

Az anyagot kétféle alkotóelemből készítették el: a folyadék részt szilíciumolaj adta, amiben kis méretű, levegővel töltött gömbök lebegtek - ezekből többszázezret helyeztek el a folyadékban és feladatuk az volt, hogy a külső hatásra módosítsák az anyag viselkedését. Amikor az olajra ható nyomás növekedett, a gömbök behorpadtak, átmenetileg lencse alakú egységekké alakultak és ez a változás a teljes metafolyadék átalakulását eredményezte. Minél több keletkezett a behorpadt gömbökből, annál látványosabb lett a változás, aminek következtében a folyadék optikai jellemzői is módosultak, azaz egyre kevésbé volt áttetsző az anyag. A gömbök transzformációja emellett a viszkozitásban is megmutatkozott, mivel az eredetileg newtoni folyadékból nemnewtoni folyadék vált a gömbök deformálódásának hatására.

“Amikor a kapszulák összeestek, a szuszpenzió nemnewtoni folyadékká vált, ami azt jelenti, hogy a viszkozitása a nyírófeszültség függvényében változott - minél nagyobb a nyírófeszültség, annál folyékonyabb lett.”

- magyarázzák az egyetem közleményében. A Harvard szerint ez az első metafolyadék, amely váltani tud a két (newtoni és nemnewtoni) állapot között.

Ahogy a kutatók egyre jobban megismerik az anyagok alapvető szerkezetét és viselkedését, úgy válik egyre reálisabb lehetőséggé az anyagok manipulációja és az "anyag feletti anyagok" megalkotása. A metaanyagok felhasználási területe is folyamatosan bővül: kamerákat, speciális szöveteket készítenek belőlük, amelyek programozható tulajdonságaik révén különleges feladatokra alkalmasak. A most kifejlesztett metafolyadék egyik alkalmazási körét a robotika jelenti, a kutatók ennek illusztrálására egy kísérletet készítettek elő: a folyadék egy robotkart működtetve lehetővé tette, hogy a kar érzékelők nélkül is észlelje a nyomás változását és ennek hatására mindig a megfelelő módon fogja meg az eléje kerülő tárgyakat. A gép így sem az érzékeny üvegpoharat, sem a tojást, sem az áfonyaszemet nem törte össze a demonstráció alatt. A következtetések szerint a metafolyadék sok tekintetben ígéretes platformmá válhat, ami azáltal növeli a folyadékra alapozott eszközök képességeit, hogy magának a folyadéknak az adottságait változtatja meg.

(Fotó: SuttleMedia/Pixabay)

Létrehozták a mechanikus metaanyagot, ami tízig tud számolni A metaanyag csak egy darab gumiból áll, de mégis különleges képességekkel rendelkezik.

A metaszövet jelentheti a megoldást az extrém hőségre A kínai kutatók által kifejlesztett speciális szövet szinte bármilyen fényt képes visszaverni, így jelentősen alacsonyabban tartja a viselője hőmérsékletét.