Etrafımız ustaca maddelerle çevrili: artıkları sarabilen veya roketleri kaplayabilen metal alaşımlardan oluşan bir menü, akla gelebilecek her renkteki boyalar ve sürekli değişen dijital ekranlar. Bunların neredeyse tamamı, altta yatan malzemelerin doğal özelliklerinden yararlanıyor.
Ancak yeni ortaya çıkan malzeme sınıfı daha çok yönlü, hatta programlanabilir.
Metamalzemeler olarak bilinen bu maddeler, bileşimlerinin aksine yapısal yapıları özelliklerini belirleyecek şekilde titizlikle tasarlanmıştır. Bazı meta materyaller şunları yapabilir: uzun mesafe kablosuz güç aktarımı pratik, diğerleri “görünmezlik pelerinleri"Veya Beyin dalgalarına yanıt veren fütüristik materyaller.
Ancak örneklerin çoğu katı metamalzemelerden oluşuyor; Harvard ekibi bir metaakışkan yapıp yapamayacaklarını merak ediyordu. Görünüşe göre evet, kesinlikle. Ekip yakın zamanda sonuçlarını şöyle açıkladı: Tabiat.
Harvard'da uygulamalı mekanik profesörü ve makalenin kıdemli yazarı Katia Bertoldi, "Katı metamalzemelerden farklı olarak, metaakışkanlar benzersiz bir şekilde akma ve bulundukları kabın şekline uyum sağlama yeteneğine sahiptir." Bir basın açıklamasında. "Amacımız, yalnızca bu olağanüstü özelliklere sahip olmakla kalmayıp aynı zamanda programlanabilir viskozite, sıkıştırılabilirlik ve optik özellikler için bir platform sağlayan bir metaakışkan yaratmaktı."
Ekibin meta-sıvısı, yağ içinde asılı duran, her biri 50 ila 500 mikron çapında olan yüz binlerce küçük, esnek küreden oluşuyor. Küreler çevredeki yağın basıncına bağlı olarak şekil değiştirir. Daha yüksek basınçlarda deforme olurlar ve yarım kürelerden biri içe doğru çökerek bir tür yarım ay şekline bürünür. Daha sonra basınç kalktığında orijinal küresel şekillerine geri dönerler.
Metaakışkanın özellikleri - viskozite veya opaklık gibi - onu oluşturan kürelerin bu şekillerden hangisine bağlı olarak değişir. Sıvının özellikleri, sıvının içinde kaç tane küre bulunduğuna ve bunların ne kadar büyük veya kalın olduğuna bağlı olarak ince ayar yapılabilir.
Konseptin bir kanıtı olarak ekip, hidrolik bir robotik tutucuyu meta sıvısıyla doldurdu. Robotların genellikle nesneleri algılayacak ve kavrama gücünü ayarlayacak şekilde programlanması gerekir. Ekip, kıskacın herhangi bir ek algılama veya programlama gerektirmeden yaban mersinine, bardağa ve yumurtaya otomatik olarak uyum sağlayabildiğini gösterdi. Her nesnenin basıncı, sıvıyı ayarlanacak şekilde "programladı" ve tutucunun üçünü de hasar görmeden kolaylıkla almasına olanak sağladı.
Ekip ayrıca metaakışkanın, bileşenleri küresel olduğunda opak durumdan, çöktüğünde daha şeffaf hale geçebileceğini de gösterdi. Araştırmacılar, ikinci şeklin ışığı odaklayan bir mercek gibi işlev gördüğünü, birincisinin ise ışığı dağıttığını söyledi.
Ayrıca, metaakışkan, bileşenleri küresel olduğunda Newton sıvısı gibi davranır, yani viskozitesi yalnızca sıcaklıktaki değişimlerle değişir. Ancak çöktüklerinde, mevcut kesme kuvvetlerine bağlı olarak viskozitesi değişen Newtonyen olmayan bir sıvı haline gelir. Kesme kuvveti ne kadar büyükse (yani zıt yönlerde iten paralel kuvvetler), metaakışkan o kadar sıvı hale gelir.
Daha sonra ekip, yaratımlarının akustik ve termodinamiğinin basınçla nasıl değiştiği gibi ek özellikleri araştıracak ve ticarileştirmeyi inceleyecek. Elastik kürelerin kendilerinin yapılması oldukça basittir ve kendileri gibi meta-akışkanların robotlarda, "akıllı" amortisörler olarak veya renk değiştiren e-mürekkeplerde yararlı olabileceğini düşünüyorlar.
Bertoldi, "Bu ölçeklenebilir, üretimi kolay metaakışkanların uygulama alanı çok büyük" dedi.
Elbette ekibin oluşturulması henüz araştırma aşamasında. Hepimizin keyif alabileceği ürünlerde ortaya çıkmadan önce henüz gezinmemiz gereken pek çok şey var. Yine de bu çalışma, büyüyen metamateryal listesine yenilerini ekliyor ve katıdan sıvıya geçişin vaadini gösteriyor.
Resim Kredi: Adel Djellouli/Harvard DENİZ
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://singularityhub.com/2024/04/10/harvards-new-programmable-fluid-shifts-its-properties-on-demand/
