Калифорния технологиялық институтының профессоры Кьяра Дарайо жетекшілік ететін ғалымдар тобы жаңа типтегі ерекше материал жасап шығарды. Бұл материалдың қасиеттері қатты дене мен сұйықтық арасындағы дәстүрлі айырмашылықты қайта қарауға мүмкіндік береді. PAM (поликатенді архитектуралық материалдар) деп аталатын бұл материал сұйықтыққа тән кейбір қасиеттерді және қатты заттарға тән ерекшеліктерді біріктіре отырып, болашақта көптеген салаларда қолданылуы мүмкін, деп жариялады Science журналында.
PAM дегеніміз не?
PAM табиғатта кездеспейді, бірақ оның негізгі формасы адамзатқа ежелден белгілі – бұл сақиналардан жасалған торлы құрылым, яғни «кольчуга». Ғалымдар осы ұғымды жетілдіріп, жаңа үшөлшемді құрылымдарды жасады. PAM бір-бірімен байланысқан сақиналар мен көпбұрышты ұяшықтардан тұрады, бұл оған ерекше икемділік пен беріктік береді.
Зерттеу барысында ғалымдар PAM материалдарын әртүрлі заттардан, соның ішінде акрилді полимерлерден, нейлоннан және металдан 3D-принтер арқылы жасап шығарды. PAM-ның көлемі көбінесе 5 сантиметрлік кубтар немесе шарлар түрінде болды.
PAM-ның ерекшеліктері
PAM материалының басты артықшылығы – оның механикалық әсерлерге жауап беру тәсілінде:
• Қысым түсірілгенде, материал толықтай қатты дене сияқты жұмыс істейді.
• Ығысу немесе жылжу күштері қолданылғанда, PAM сұйықтыққа ұқсап, қозғалады.
Бұл ерекшеліктер материалды дәстүрлі қатты және сұйық заттардың қасиеттерін біріктірген жаңа материя ретінде сипаттауға мүмкіндік береді.
Зерттеу барысы
PAM материалы бастапқыда компьютерде модельденіп, кристалды заттардағы тор құрылымдарына негізделді. Бірақ PAM-ның ерекшелігі – классикалық бөлшектердің орнына өзара байланысқан сақиналар мен ұяшықтардың қолданылуы. Бұл өзара байланыс материалға бір мезгілде қаттылық пен икемділік қасиеттерін береді.
Ғалымдар материалды әртүрлі сынақтардан өткізді:
• Қысыммен сығу;
• Ығысу күштерін қолдану;
• Материалды бұрау.
Нәтижесінде PAM кей жағдайларда сұйықтық сияқты, ал басқа жағдайларда қатты дене сияқты әрекет ететіні анықталды.
Қолданылу салалары
PAM-ның ерекше қасиеттері оны әртүрлі салаларда қолдануға мүмкіндік береді:
1.Қорғаныш жабдықтары: PAM энергияны жұту қабілетінің жоғары болуына байланысты шлемдер мен денені қорғау құрылғыларында қолданылуы мүмкін.
2.Биомедициналық құрылғылар: Бұл материал электр зарядтарына және физикалық күштерге жауап беретіндіктен, медициналық құрылғыларда қолданылуы ықтимал.
3.Робототехника: PAM жұмсақ роботтар жасауға қолайлы.
4.Қаптамалар: Амортизация және тұрақтандыру қасиеттері оны қаптама өндірісінде пайдалануға мүмкіндік береді.
PAM болашағы
Ғалымдар PAM-ның болашағына үлкен үміт артып отыр. Калифорния технологиялық институтының докторанты Вэньцзе Чжоу: «PAM – бұл жаңа типтегі материал. Біз оның қасиеттерін әлі толық зерттеп үлгерген жоқпыз», – дейді.
Сонымен қатар жасанды интеллект арқылы PAM-ның құрылымын жетілдіру жұмыстары басталуы мүмкін. Бұл материалдың қолдану аясын кеңейтіп, жаңа мүмкіндіктерге жол ашады.
PAM – материалтану саласында жаңа кезеңнің бастауы. Бұл инновациялық материал болашақта ғылым, медицина және техника салаларын түбегейлі өзгертетін технологиялардың негізіне айналуы мүмкін.