Fizicienii au dezvoltat metamaterialul care poate număra

Fizicienii din Țările de Jos au dezvoltat metamaterialul care poate număra și care își amintește ordinea în care a fost presat.

Fizicienii Martin van Hecke și Lennard Kwakernaak (de la Universitatea Leiden și, respectiv, de la AMOLF Amsterdam) au publicat o lucrare despre acest metamaterial în Physical Review Letters.

• De ce dormitul mai mult în weekend poate fi sănătos?
• De ce oamenii care sforăie nu se trezesc din cauza propriului zgomot?

„Îmi place să găsesc complexitate în lucruri simple. Acesta este numărătorul nostru cu bare” spune Kwakernaak, ținând în mână o bucată de cauciuc moale cu 22 de bare dispuse în perechi.

Cum funcționează metamaterialul care poate număra?

Rezultatul este neașteptat. Toate barele se îndoaie spre stânga, cu excepția primei bare, care se îndoaie spre dreapta. „Acea primă bară împinge apoi următoarea pereche la dreapta și aceasta se mișcă de-a lungul unei poziții de fiecare dată când presezi materialul. Așa funcționează metamaterialul care poate număra până la zece”, explică cercetătorul.

Sursa: YouTube

Bucata de cauciuc este un exemplu de metamaterial mecanic: un material ale cărui proprietăți sunt determinate nu numai de compoziția sa, ci și de structura sa. Grupul lui Van Hecke investighează modul în care materialele simple pot fi folosite pentru a procesa informații, într-un mod asemănător cu un computer.

O bară care se deplasează de la stânga la dreapta poate fi comparată cu un bit de computer care este fie 0, fie 1. „Nu este ușor să proiectăm structura astfel încât să răspundă așa cum ne dorim. Numărarea este cel mai simplu calcul pe care l-am putut face, așa că acesta a fost un punct de plecare logic”, explică Kwakernaak.

„Atunci când dezvoltăm un astfel de material, încercăm să descoperim cum funcționează. Ce i se permite să facă? Regula în acest caz este despre contactul unei bare cu vecinii săi direcți”, spune Kwakernaak.

De asemenea, cercetătorii au mers cu un pas mai departe de numărare, potrivit Phys.org. „Pe parcurs, am aflat că poți provoca diferite reacții în cauciuc prin presarea cu diferite niveluri de forță. Experimentând cu acest lucru, am reușit să fac un metamaterial care numără până la final doar dacă apeși pe el în ordinea corectă, cu cantitatea potrivită de forță”, a continuat cercetătorul.

La ce ar putea fi folosit materialul?

O posibilă utilizare este numărarea mașinilor din diferite clase de greutate care circulă pe un pod. Sau un pedometru, de exemplu, pentru că metamaterialul poate fi făcut cât de mare sau de mic este nevoie. „Marele avantaj este că astfel de metamateriale mecanice sunt ieftine, robuste și necesită o întreținere redusă”, spune Kwakernaak.

„Aceste caracteristici le fac interesante pentru tot felul de aplicații. Este greu de spus exact care vor fi acestea, dar întotdeauna găsim un scop pentru noi materiale ca acesta. De exemplu, cercetările anterioare asupra unui material care se pliază precum origami au inspirat plierea panourilor solare de pe un satelit”, continuă el.

Lui Kwakernaak îi place în special să vadă cât de complexe pot fi lucrurile aparent simple. „Modul exact în care se îndoaie o bară atât de subțire este mult mai complicat decât ați putea crede. Un computer abia îl poate simula. Uneori aproape că sunt un hobbyist profesionist”, declară cercetătorul.

Următorul pas al lui Kwakernaak este să creeze o structură și mai complicată, în care există interacțiune între vecini nu doar într-o direcție, ci într-un plan. „Acesta ar fi de fapt un computer simplu”, spune el.

Vă recomandăm să citiți și:

Un robot inspirat de pangolin poate efectua proceduri medicale direct în stomac

Cum încearcă cercetătorii să creeze cele mai sănătoase chipsuri de pe planetă?

Primul termometru din cer poate măsura căldura „produsă de orice clădire de pe planetă”

Cercetătorii au descoperit un material ciudat făcut din particule subatomice