Учёные Университета Колорадо в Боулдере обратили внимание на удивительное свойство обычных канцелярских скрепок: плотная кучка этих мелких предметов ведёт себя почти как единый твёрдый объект, но при этом легко распадается на отдельные детали.
Исследователи считают, что эта комбинация прочности и обратимости может лечь в основу нового поколения инженерных материалов, которые будут одновременно прочными, адаптивными и пригодными для повторного использования. Как объяснил руководитель Лаборатории передовых материалов профессор Франсуа Бартела, идея строительных блоков изучалась давно, но учёные только недавно начали рассматривать сцепленные, запутанные частицы. Вдохновением служит сама природа: птичьи гнёзда — это сеть переплетённых веток, а кости приобретают прочность благодаря взаимодействию твёрдых минералов и мягких белков, сообщает Hi-Tech Mail
В ходе исследования выяснилось, что ключевую роль играет форма частиц. Гладкий округлый песок не может сцепляться, но если изменить форму, механические свойства радикально меняются. С помощью компьютерного моделирования учёные протестировали разные варианты и обнаружили, что наивысшую степень запутанности создают «двуногие» частицы, напоминающие скрепки. Такой материал демонстрирует одновременно высокую прочность и вязкость. Кроме того, частицы способны быстро собираться в более прочную структуру и так же быстро разделяться под воздействием вибрации. Учёные называют этот материал удивительным — он не жидкость, но и не совсем твёрдый, что открывает новые инженерные возможности. Потенциальные применения технологии впечатляют: здания и мосты можно будет разбирать, а не сносить, с последующей переработкой материалов. Возможно также использование в роевой робототехнике, где маленькие роботы могли бы сцепляться для выполнения задачи, а затем разделяться. Авторы работы уже тестируют частицы с дополнительными «шипами» — как у плодов репейника — для создания ещё более прочного сцепления.
