Ученые создали эластичный материал, который принимает различные сложные формы по требованию

Ученые из Университета Райса создали эластичный, изменяющий форму материал, который способен переходить из одной сложной формы в другую при изменении температуры.

В состав материала входят жидкие кристаллы и эластомер, которые в наномасштабе ведут непрерывную борьбу за контроль друг над другом. При нормальных условиях преобладают жидкие кристаллы, которые принимают заранее запрограммированную форму, но при повышении температуры, их влияние ослабевает и они расплываются в эластомере, похожем на резину. Процесс похож на таяние льда в воде, обратим, и позволяет в точности восстанавливать прежнюю структуру.

В ходе испытаний, из образцов формировали различные сложные фигуры: лица, блока Lego, цветка и логотипа университета. В условиях комнатной температуры они находятся в твердом состоянии и имеют определенную форму, но при нагревании до 80 °C плавятся, становясь абсолютно плоскими. После прекращения теплового воздействия, на восстановление структуры требуется несколько минут.

По словам ученых, проще всего было программировать жидкокристаллическое состояние. Как только материалу придана нужная форма, для формирования кристаллического порядка требуется всего пять минут воздействия ультрафиолетового света. Они также говорят, что материал способен не только совершать переход между 2D и 3D формой, но и из одной трехмерной в другую.

В дальнейшем исследователи планируют уменьшить температуру перехода и разработать вариант, реагирующий на свет. Подобные материалы можно будет использоваться для создания гибких роботов, имитирующих живые организмы, или компонентов медицинского оборудования, требующих изменения формы под влиянием тепла тела. Его можно также использовать для создания тактильных кнопок смартфона, которые возникают при прикосновении или динамического текста Брайля.

Команда инженеров из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса разработала другой вариант пластичного метаматериала, который реагирует на магнитное поле, затвердевая под его влиянием.