Widoczna na obrazku metalowa struktura została zbudowana ze zszywek do papieru i posłużyła badaczom z Uniwersytetu Colorado w Boulder za punkt wyjścia do badań nad nową klasą materiałów konstrukcyjnych. Zagięte na końcach i splecione zszywki nie dają się łatwo rozdzielić, a utworzona z nich bryła wykazuje się dobrą wytrzymałością mechaniczną. Jednak potrząsając ją lub poddając intensywnym wibracjom, jesteśmy w stanie bez problemu rozdzielić bryłę na luźne zszywki.
Metamateriał zbudowany na podobnej zasadzie z łatwością poddawałby się formowaniu, tworząc zwarte i spójne struktury. Jednak pod wpływem drgań lub innych czynników, struktury mogłyby ulegać dezintegracji, pozwalając na bezproblemowy recykling, niewymagający specjalistycznego przetwórstwa ani dużego nakładu energii.
Jeśli przyjrzymy się ziarnom piasku, zauważymy, że ich gładka i wypukła powierzchnia nie pozwala im łączyć się ze sobą. Specjaliści od inżynierii materiałowej z CU Boulder podjęli się więc opracowania ziarnistego surowca o odpowiedniej morfologii, umożliwiającej łatwe sczepianie się ziaren. Jak przekonuje prof. Francois Barthelat, możliwość otrzymywania różnych kombinacji właściwości projektowanego w taki sposób materiału jest fascynująca. Przykładowemu metamateriałowi o strukturze ziarnistej nadano morfologię ziaren, w której każde z ziarenek wyposażono w dwie końcówki – tak jak w przypadku zszywek. Zidentyfikowano różne częstotliwości drgań, z których jedne prowadziły do zwiększenia stopnia wzajemnego splecenia ziaren surowca i jego zagęszczenia w obrębie struktury przestrzennej, a inne zwiększały sypkość surowca, umożliwiając bezproblemową dezintegrację uzyskanych struktur. Zdaniem prof. Barthelata, uzyskany metamateriał jest bardzo interesujący i choć złożony jest z ziaren w stanie stałym, w pewnych przypadkach zachowuje się jak ciecz.
W dalszej kolejności planowane są prace nad surowcem o morfologii ziaren przypominającej rzepy łopianu. Badania zapowiadają się obiecująco i mogą doprowadzić do popularyzacji nowej klasy materiałów konstrukcyjnych o niespotykanych właściwościach.
colorado.edu
