(Phys.org) - Een drietal onderzoekers van het Karlsruhe Institute of Technology in Duitsland en de Université de Bourgogne Franche-Comté in Frankrijk heeft een metamateriaal ontwikkeld dat naar rechts of naar links draait als reactie op een rechte, stevige duw. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , Tobias Frenzel, Muamer Kadic, en Martin Wegener beschrijven hoe ze met het metamateriaal zijn gekomen en geven enkele ideeën over de manieren waarop het kan worden gebruikt. Corentin Coulais van de Universiteit van Amsterdam biedt een Perspectiefstuk over het werk van het team (en wat achtergrondinformatie over hoe lineaire elasticiteit van toepassing is op alle materialen en de basis van vaste mechanica) in hetzelfde tijdschriftnummer.

Met normale materialen, natuurlijk of door de mens gemaakt, het toepassen van een lineaire kracht zorgt er typisch voor dat het materiaal uitzet in een rechte hoek ten opzichte van de uitgeoefende kracht. In deze nieuwe poging het onderzoekstrio heeft een metamateriaal gemaakt dat in plaats daarvan naar rechts of links draait.

Om zo'n materiaal te maken, de onderzoekers gebruikten numerieke modellering om een ​​kubusvorm voor een celeenheid te bedenken - wanneer dergelijke eenheden samen werden geconfigureerd, het team vond, ze zouden draaien als er kracht werd uitgeoefend. Om hun model te testen, het team printte een echte structuur uit met een 3D-laser. Elke cel, het team merkt op, werd gemaakt met ringen in de gezichten die leidden tot een roterend effect, waarbij de hoeken van de cel zich om hen heen terugtrekken. Testen toonden aan dat het metamateriaal kon vervormen met een snelheid van meer dan 2 procent per percentage verkorting.

De onderzoekers ontdekten dat het kleiner maken van de cellen en het gebruik van een groter aantal om een ​​structuur van dezelfde grootte te creëren, resulteerde in een toename van de stijfheid en een kleinere hoeveelheid verdraaiing. Dit, zij merken op, ligt in schril contrast met hoe materialen zich normaal gedragen onder de klassieke continuümmechanica - waar er geen verdraaiing zou zijn en de mate van stijfheid normaal onafhankelijk zou zijn van schaal. Ze merken verder op dat een metamateriaal met draaiende eigenschappen zich zou kunnen lenen voor een breed scala aan optische toepassingen, zoals in apparaten die krachtvelden of andere soorten golven rond een obstakel geleiden.

© 2017 Tech Xplore