Geometriske design fra 1000 år tilbake kan bidra til å lage futuristiske materialer som en dag kan brukes til å bygge nye medisinske teknologier og avanserte satellitter. I en presentasjon tidligere denne uken på American Physical Society's March-møte, avslørte en gruppe forskere fra McGill University en ny type materiale som trekker på islamsk kunst for å strekke seg på nye måter.
Relatert innhold
- Forskere beveger seg nærmere for å lage en usynlighet kappe
For de fleste materialer, fra bomull til gummi, og trekker dem i en retning gjør at de trekker seg sammen i en annen og mister sin opprinnelige form. Det er fordi å strekke et materiale kan endre den geometriske underbygningen. Når noe som et gummibånd trekkes, strekker spenningen gummien ut, og gjør den tynnere i prosessen. Men McGill University-forskerne Ahmad Rafsanjani og Damiano Pasini har oppdaget at ved å integrere visse mønstre i et materiale, kan det faktisk bli bredere i stedet for tynnere når det strekkes i en retning, melder Jonathan Webb for BBC .
"I konvensjonelle materialer, når du drar i en retning, vil den trekke seg sammen i andre retninger, " sa Rafsanjani i en presentasjon. "Men med 'auxetic' materialer, på grunn av deres indre arkitektur, når du drar i en retning, ekspanderer de i sideretningen."
Auxetiske materialer er et eksempel på noe som kalles et "metamaterial" - materialer som er konstruert på måter for å gi dem egenskaper som ikke naturlig eksisterer i naturen. De siste årene har ingeniører undersøkt muligheten for å lage metamaterialer med alle slags rare egenskaper, for eksempel "metahud" laget av silikonlag som kan gjøre gjenstander usynlige for radar eller "usynlighetskapper" som faktisk kan bøye elektromagnetisk stråling som lys. Auxetic metamaterialer har muligheten til å utvide seg i alle retninger når de strekkes og knipses helt tilbake til sin mindre form, rapporterer Shannon Hall for New Scientist .
To mønstre funnet på Irans 1000 år gamle gravtårn i Karraqan. (Ahmad Rafsanjani og Damiano Pasini / McGill University) Rafsanjani og Pasini lette etter geometriske design som kan bidra til å lage tøyelige metamaterialer da de kom over et sett med design funnet på et par 1000 år gamle tårn bygget av gamle iranske graver.
"Når du ser på islamske motiver, er det et stort bibliotek med geometrier, " sa Rafsanjani under en presentasjon. "På veggene i disse to tårnene kan du finne rundt 70 forskjellige arkitekturer: tessellasjoner og curlicue mønstre."
De to forskerne fant ut at når de kuttet to av disse geometriske designene i gummiplater ved hjelp av en laserskjærer, kunne arkene utvide seg når de ble trukket og skrumpet når de ble dyttet, i likhet med en Hoberman Sphere.
Mens designene er vakre i seg selv, er de unike ved at de kan holde begge former uten hjelp. Andre "bistabile" metamaterialer har blitt beskrevet i det siste, men som Webb rapporterer, krever de for det meste komplekse, origamilignende bretter, og mange har vanskelig for å opprettholde sin utvidede tilstand. Rafsanjani sier at disse designene kan bli integrert i alt fra å designe nye stenter til å holde vener eller arterier åpne for nye typer satellitter eller utfoldelse av solcellepaneler.
"Disse designene er lettere å fremstille; alt du trenger er en laserskjærer, " sa Rafsanjani.
