Китайцы сделали из риса метаматериал для роботов

Почему рис ведет себя странно?

При медленном сдавливании рис сохраняет свою прочность и форму. А вот быстрое давление заставляет зерна буквально расслабляться и терять жесткость. Причина такого поведения проста: при ускоренном сжатии снижается сила трения между зернами, и структура теряет стабильность. По словам доктора Минчао Лю, этот эффект позволит создать принципиально новые функциональные материалы.

Получаем суперматериал

Чтобы усилить полезные качества риса, исследователи смешивали его с другими материалами, такими как песок. Полученные смеси проявляют разные свойства в зависимости от характера внешнего воздействия. Медленное воздействие оставляет материал мягким и эластичным, тогда как резкое приложение силы мгновенно повышает его твердость. Самое приятное — процесс протекает естественно, без участия электроники или датчиков.

Роботы будущего будут сделаны из риса?

Скоростные метаматериалы предлагают уникальные возможности для мягких роботов. Легкие и прочные устройства смогут легко менять форму и плотность в зависимости от ситуации.

Фото: Matter

На фото показано, как регулируемое трение приводит к замедлению скорости роста и программируемым реакциям в рисе.

Например, они могут сгибаться и гнуться, когда нужно маневрировать среди препятствий, и моментально становиться жесткими при столкновениях с препятствиями. Такая способность пригодится в медицине, строительстве и спасательной технике.

Также инженеры видят потенциал новых материалов в создании пассивной защиты спортсменов и рабочих. Специальные защитные костюмы могли бы смягчить удары, повышая безопасность при авариях или падениях.

Физический подход заменит электронику

Ученые разработали методику, позволяющую материалам самостоятельно настраивать свои характеристики. Вместо электронных компонентов и дорогостоящих сенсоров используется простая механика частиц. Такие материалы обладают встроенным механизмом реагирования на внешние воздействия, делая возможным создание простых и надежных конструкций.

Доктор Лю подчеркивает революционность подхода: «Наш материал сам решает, какой должна быть его жесткость в каждый момент времени».

Простота и доступность

Использование обычных продуктов вроде риса значительно снижает стоимость разработок и упрощает производство. Изобретатели надеются, что новая технология найдет широкое применение в робототехнике, защитных системах и даже медицинской аппаратуре. Ведь главное преимущество этих материалов — полная автономия и мгновенная адаптация к внешним условиям.