우리는 남은 음식이나 로켓 껍질을 감쌀 수 있는 금속 합금 메뉴, 상상할 수 있는 모든 색상의 페인트, 끊임없이 변화하는 디지털 디스플레이 등 독창적인 물질로 둘러싸여 있습니다. 사실상 이들 모두는 기본 재료의 자연적 특성을 활용합니다.

그러나 새로운 종류의 재료는 더욱 다재다능하고 프로그래밍이 가능합니다.

메타물질로 알려진 이러한 물질은 구성이 아닌 구조적 구성에 따라 특성이 결정되도록 세심하게 설계되었습니다. 일부 메타물질은 장거리 무선 전력 전송 실용성, 다른 사람들은 “투명 망토"또는 뇌파에 반응하는 미래형 소재.

그러나 대부분의 사례는 고체 메타물질입니다. 하버드 팀은 메타유체를 만들 수 있는지 궁금해했습니다. 결과적으로 그렇습니다. 물론 그렇습니다. 팀은 최근 결과를 다음과 같이 설명했습니다. 자연.

"고체 메타물질과 달리 메타유체는 용기의 모양에 따라 흐르고 적응할 수 있는 독특한 능력을 가지고 있습니다."라고 하버드 응용 역학 교수이자 논문 수석 저자인 Katia Bertoldi는 말했습니다. 보도 자료에서 말했다. "우리의 목표는 이러한 놀라운 특성을 가질 뿐만 아니라 프로그래밍 가능한 점도, 압축성 및 광학 특성을 위한 플랫폼을 제공하는 메타유체를 만드는 것이었습니다."

팀의 메타유체는 기름에 떠 있는 수십만 개의 작고 신축성 있는 구체(각각 직경이 50~500미크론 사이)로 구성됩니다. 구체는 주변 오일의 압력에 따라 모양이 변경됩니다. 더 높은 압력에서는 변형되어 한쪽 반구가 일종의 반달 모양으로 안쪽으로 붕괴됩니다. 그런 다음 압력이 완화되면 원래의 구형 모양으로 돌아갑니다.

점성이나 불투명도와 같은 메타유체의 특성은 구성 구체가 어떤 모양을 취하는지에 따라 변경됩니다. 유체의 특성은 액체에 있는 구체 수와 구체의 크기 또는 두께에 따라 미세 조정될 수 있습니다.

개념 증명으로 팀은 메타유체로 유압 로봇 그리퍼를 채웠습니다. 로봇은 일반적으로 물체를 감지하고 그립 강도를 조정하도록 프로그래밍되어야 합니다. 팀은 그리퍼가 추가 감지나 프로그래밍 없이 블루베리, 유리잔, 계란에 자동으로 적응할 수 있음을 보여주었습니다. 각 물체의 압력은 액체를 조정하도록 "프로그래밍"되어 그리퍼가 손상되지 않은 채 세 가지 모두를 쉽게 집어들 수 있도록 합니다.

연구팀은 또한 메타유체가 구성 요소가 구형일 때 불투명한 상태에서 붕괴될 때 더 투명한 상태로 전환될 수 있음을 보여주었습니다. 연구자들은 후자의 모양이 빛을 집중시키는 렌즈처럼 기능하는 반면, 전자는 빛을 산란시킨다고 말했습니다.

또한, 메타유체는 구성 요소가 구형일 때 뉴턴 유체처럼 거동합니다. 즉, 점도는 온도 변화에 따라만 변합니다. 그러나 붕괴되면 비뉴턴 유체가 되며 존재하는 전단력에 따라 점도가 변합니다. 전단력, 즉 반대 방향으로 미는 평행 힘이 클수록 메타유체는 더 많은 액체가 됩니다.

다음으로 팀은 창작물의 음향 및 열역학이 압력에 따라 어떻게 변화하는지와 같은 추가 특성을 조사하고 상용화를 조사할 것입니다. 탄성 구 자체를 만드는 것은 매우 간단하며, 그들은 자신의 것과 같은 메타유체가 로봇, "지능형" 충격 흡수 장치 또는 색상 변경 e-잉크에 유용할 수 있다고 생각합니다.

Bertoldi는 "이러한 확장 가능하고 생산하기 쉬운 메타유체의 적용 공간은 엄청납니다."라고 말했습니다.

물론, 팀의 창작은 아직 연구 단계입니다. 우리 모두가 즐길 수 있는 제품에 등장하기 전에 아직 탐색해야 할 문제가 많이 있습니다. 그럼에도 불구하고 이 작업은 점점 늘어나는 메타물질 목록에 추가되며 고체에서 액체로의 전환 가능성을 보여줍니다.

이미지 신용 : 아델 젤룰리/하버드 SEAS

• SEO 기반 콘텐츠 및 PR 배포. 오늘 증폭하십시오.
• PlatoData.Network 수직 생성 Ai. 자신에게 권한을 부여하십시오. 여기에서 액세스하십시오.
• PlatoAiStream. 웹3 인텔리전스. 지식 증폭. 여기에서 액세스하십시오.
• 플라톤ESG. 탄소, 클린테크, 에너지, 환경, 태양광, 폐기물 관리. 여기에서 액세스하십시오.
• PlatoHealth. 생명 공학 및 임상 시험 인텔리전스. 여기에서 액세스하십시오.
• 출처: https://singularityhub.com/2024/04/10/harvards-new-programmable-fluid-shifts-its-properties-on-demand/