Новый метаматериал сжимается при нагревании

Ученые из Ливерморской национальной лаборатории изобрели и напечатали на 3D-принтере материал, который при нагревании не расширяется, а сжимается. Результаты их работы опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Метаматериалы — это вещества, сделанные из уже существующих веществ: металла, пластика, керамики — путем повторения микроскопических структур. В зависимости от их построения свойства получившегося метаматериала меняются, иногда появляются признаки, ранее не существовавшие в природе и никак не связанные с признаками первоначального вещества.

Ученые использовали метод 3D-печати под названием проективная микростереолитография, чтобы сделать из полимера и смеси полимера и меди материал со сложной трехмерной структурой. Они напечатали сначала один слой полимера, очистили его, напечатали слой композитного материала (медь и полимер), а потом повторили процесс.

В результате появился лист из нитей и пустот, складывающихся в ячейки. Геометрия каждой ячейки материала такова, что при нагревании одно вещество расширяется больше другого, заставляя клетки сгибаться внутрь, что в результате приводит к сжатию всего вещества в трех измерениях.

Ученые надеются, что новый материал можно будет использовать в микрочипах или оптических установках, избавившись от необходимости устанавливать охлаждающие или нагревающие устройства. Данная технология очень перспективна для улучшения стоматологических пломб, так как материал, из которых они будут сделаны, перестанет реагировать на температуру пищи.