Свойства обычных материалов – например, жесткость или гибкость – определяются их молекулярным составом, но для метаматериалов важную роль играет геометрия их структуры. Ученые конструируют эти структуры в цифровом виде, а затем печатают на 3D-принтерах и исследуют их возможности, которые могут оказаться крайне незаурядными, например, сочетают свойства твердого тела и жидкости.
Однако спектр возможностей исходных материалов ограничен.Возможности метаматериалов кажутся безграничными, но их полный потенциал далек от реализации. Причина в том, что процесс создания оптимального метаматериала сегодня в основном базируется на интуиции и методе проб и ошибок. Следовательно, этот процесс слишком трудоемкий.
Специалисты из Технического университета Делфта зашли с конца: определили, какие свойства желательны, а затем разработали соответствующие исходные материалы. В итоге у них получилось нечто среднее между материалом и структурой – то есть, метаматериал. Такой процесс требует решения «обратной задачи»: нахождения геометрии, которая обуславливает искомые свойства. Для решения этой трудной задачи ученые использовали модели глубокого обучения, https://phys.org/news/2024-02-ai-tool-realistic-metamaterial... Phys.org.
Преимущество нового подхода в том, что он учитывает реальные возможности современной 3D-печати и предлагает только те реализуемые решения. Кроме того, новая система принимает во внимание необходимость создания долговечных метаматериалов и отбрасывает слишком непрактичные варианты.
Авторы исследования считают предпринятый ими подход революционным и рассчитывают, что он приведет к новых способов применения метаматериалов: ортопедических имплантов, хирургических инструментов, мягких роботов, адаптивных зеркал и экзоскелетов.
Команда ученых из США https://hightech.plus/2023/08/03/prorivnoi-metamaterial-upra... о создании уникального метаматериала, который они разработали на основе одной из таких концепций. С помощью этого 4D-материала можно управлять движением волн энергии на определенных поверхностях.
Свежие комментарии