シートベルトを締める！ 新しいクラスのマテリアルが登場

Jun 11, 2023

レンガの壁にぶつかるのと、マットレスにぶつかるのとどちらがいいですか? ほとんどの人にとって、選択は難しくありません。 レンガの壁は硬く、衝撃や振動を十分に吸収しません。 マットレスは柔らかく、衝撃を吸収します。 マテリアルのデザインでは、これらの両方のプロパティが必要になる場合があります。 材料は振動を吸収するのに優れている必要がありますが、圧力を受けても崩れないように十分な硬さを備えている必要があります。 UvA 物理学研究所の研究者チームマテリアルをデザインする方法を見つけましたこれらの両方を実行できます。

通常、材料の 2 つの特性は相互に排他的です。つまり、硬いか、振動をよく吸収できるかのどちらかですが、両方であることはほとんどありません。 しかし、剛性が高く振動吸収性に優れた材料を作ることができれば、ナノスケールでの設計から航空宇宙工学に至るまで、さまざまな用途が広がる可能性があります。

アムステルダム大学の研究チームは、硬いながらも振動を吸収するのに優れた材料を作成する方法を発見しました。そして同様に重要なことは、非常に軽量に保つことができるということです。

この出版物の筆頭著者であるデイビッド・ダイクストラ氏は次のように説明しています。「その秘訣は、薄い金属シートのような座屈する素材を使用することだということがわかりました。賢い方法で組み立てられると、そのような座屈したシートで作られた構造は振動の優れた吸収体になります。 「しかし同時に、シートは素材の剛性を大幅に保ちます。さらに、シートはそれほど厚くする必要がないため、素材を比較的軽く保つことができます。」

研究者らはこれらの座屈した材料の特性を徹底的に調査し、それらがすべて剛性と振動を消散する能力の魔法のような組み合わせを示していることを発見しました。 既知の材料はこのような望ましい特性の組み合わせを持たないため、研究室で作られた新しい材料 (またはメタマテリアル) には、非常に幅広い規模で非常に幅広い潜在的な用途があります。 考えられる用途は、メートルサイズ (航空宇宙、自動車用途、その他多くの民間設計を思い浮かべてください) からマイクロスケール (顕微鏡やナノリソグラフィーなどの用途) まで多岐にわたります。

ディクストラ: 「人間は小さなものでも大きなものでも物を作るのが好きで、私たちはほとんどの場合、これらの構造物が軽いことを望んでいます。それが硬くて衝撃吸収性に優れた素材で実現できれば、多くの既存の設計を改善できるでしょう」多くの新しいデザインが可能になります。可能性のあるアプリケーションには本当に終わりがありません。」

- このプレスリリースはもともとアムステルダム大学のウェブサイトに掲載されたものです