צורות גיאומטריות מעוררות השראה בחומרים חדשים, נמתחים

עיצובים גיאומטריים המתוארכים לאלף שנה עשויים לעזור ביצירת חומרים עתידניים שעשויים יום אחד לשמש לבניית טכנולוגיות רפואיות חדשות ולוויינים מתקדמים כאחד. במצגת שנערכה בתחילת השבוע במפגש בחודש מארס של החברה האמריקאית לפיזיקליות, חשפה קבוצת מדענים מאוניברסיטת מקגיל סוג חדש של חומר שמושך את האמנות האסלאמית למתוח בדרכים חדשות.

תוכן קשור

• מדענים עוברים קרוב יותר ליצירת גלימת אי-נראות

עבור מרבית החומרים, מכותנה לגומי, משיכתם לכיוון אחד גורמת להם להתכווץ בכיוון אחר, לאבד את צורתם המקורית. הסיבה לכך היא שמתיחת חומר יכולה לשנות את מבנה הגיאומטרי שלה. כשמשוך משהו כמו גומיה, המתח הזה מותח את הגומי החוצה והופך אותו לדק יותר בתהליך. אולם החוקרים מאוניברסיטת מקגיל, אחמד רפסנג'אני ודמיאנו פאסיני, גילו כי על ידי שילוב דפוסים מסוימים בחומר הוא יכול למעשה להיות רחב יותר במקום להיות דק יותר כאשר הוא נמתח לכיוון אחד, כך מדווח ג'ונתן ווב ל- BBC .

"בחומרים קונבנציונליים, כשאתה מושך לכיוון אחד הוא יתכווץ לכיוונים אחרים, " אמר רפסנג'אני במצגת. "אבל עם חומרים 'עוזים', בשל הארכיטקטורה הפנימית שלהם, כשאתה מושך לכיוון אחד הם מתרחבים לכיוון הרוחבי."

חומרים דתיים הם דוגמה אחת למשהו המכונה "מטא-חומר" - חומרים המיועדים בדרכים להעניק להם תכונות שאינן קיימות בטבעיות באופן טבעי. בשנים האחרונות, מהנדסים בדקו את האפשרות ליצור חומרים מתכליים עם כל מיני תכונות מוזרות, כמו "מטא-עור" העשוי משכבות סיליקון שיכולים להפוך חפצים לבלתי נראים לרדאר או "גלימות בלתי נראות" שיכולים לכופף קרינה אלקטרומגנטית כמו אור. לחומרים חומרים עוקציים יכולת להתרחב לכל כיוון כאשר הם נמתחים ומצליחים חזרה לצורתם הקטנה יותר, מדווח שאנון הול ל"מדען החדש " .

רפסנג'אני ופאסיני חיפשו עיצובים גיאומטריים שעשויים לסייע ביצירת חומרים מתוחים נמתחים כאשר הם נתקלו במערכת עיצובים שנמצאו על זוג מגדלים בני 1, 000 שנה שנבנו על ידי קברים איראניים קדומים.

"כשמסתכלים על מוטיבים אסלאמיים, יש ספרייה ענקית של גיאומטריות, " אמר רפסנג'אני במהלך מצגת. "על קירות שני המגדלים האלה תוכלו למצוא כ -70 ארכיטקטורות שונות: פסיפסים ותבניות תלתלים."

שני החוקרים גילו שכאשר הם חתכו שניים מעיצובים גיאומטריים אלה ליריעות גומי בעזרת חותך לייזר, הסדינים יכלו להתרחב כאשר הם נמשכים ומתכווצים כאשר נדחפים, בדומה לתחום הוברמן.

בעוד שהעיצובים יפים כשלעצמם, הם ייחודיים בכך שהם יכולים להחזיק בשתי הצורות ללא עזרה. מטא-חומרים "ביסטביליים" אחרים תוארו בעבר, אך כפי שמדווח ווב, הם בדרך כלל דורשים קפלים מורכבים דמויי אוריגמי ורבים מתקשים לשמור על מצבם המורחב. רפסנג'אני אומר כי ניתן לשלב עיצובים אלה בכל דבר, החל מעיצוב סטנטים חדשים וכלה בוורידים או עורקים פתוחים לסוגים חדשים של לוויינים או פתיחת פאנלים סולאריים.

"עיצובים אלה קלים יותר לייצור; כל מה שאתה צריך זה חותך לייזר, " אמר רפסנג'אני.