18 مه 2023 -توسط دانشگاه میسوری -نمونه اولیه متامتریال از سیگنال‌های الکتریکی منتقل شده توسط این سیم‌های سیاه استفاده می‌کند تا هم جهت و هم شدت امواج انرژی را که از یک ماده جامد عبور می‌کنند، کنترل کند. اعتبار: دانشگاه میسوری
برای بیش از 10 سال، Guoliang Huang، کرسی مهندسی هوبر و هلن کرافت در دانشگاه میسوری، در حال بررسی خواص غیر متعارف “فرامواد” – یک ماده مصنوعی است که خواصی را نشان می دهد که معمولاً در طبیعت وجود ندارد حرکت – در پیگیری طولانی مدت او برای طراحی یک فراماده ایده آل همانطور که توسط قوانین نیوتن تعریف شده است..
هدف هوانگ کمک به کنترل امواج انرژی “الاستیک” است که از ساختارهای بزرگتر – مانند هواپیما – بدون نور و “فراساختارهای کوچک” عبور می کنند.
هوانگ می‌گوید: «سال‌هاست که من روی چالش استفاده از مکانیک ریاضی برای حل مسائل مهندسی کار کرده‌ام. روش‌های مرسوم محدودیت‌های زیادی دارند، از جمله اندازه و وزن. بنابراین، من در حال بررسی این موضوع بوده‌ام که چگونه می‌توانیم با استفاده از یک ماده سبک وزن که کوچک است، اما همچنان می‌تواند ارتعاشات فرکانس پایین ناشی از یک ساختار بزرگتر، مانند هواپیما، راه‌حل جایگزین پیدا کنیم. “
حالا هوانگ یک قدم به هدفش نزدیک تر شده است. در یک مطالعه جدید منتشر شده در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم، هوانگ و همکارانش یک فراماده اولیه را توسعه داده‌اند که از سیگنال‌های الکتریکی برای کنترل جهت و شدت امواج انرژی که از یک ماده جامد عبور می‌کنند استفاده می‌کند.
کاربردهای بالقوه طراحی نوآورانه او شامل کاربردهای نظامی و تجاری، مانند کنترل امواج رادار با هدایت آنها برای اسکن یک منطقه خاص برای یافتن اشیا یا مدیریت ارتعاش ایجاد شده توسط تلاطم هوا از یک هواپیما در حال پرواز است.
هوانگ گفت: «این فراماده چگالی جرمی عجیبی دارد. بنابراین، نیرو و شتاب در یک جهت نیستند و در نتیجه راهی غیر متعارف برای سفارشی کردن طراحی دینامیک ساختاری یک جسم یا خواص برای به چالش کشیدن قانون دوم نیوتن در اختیار ما قرار می دهند.
هوانگ گفت این اولین درک فیزیکی از چگالی جرم فرد است.به عنوان مثال، این فراماده می تواند برای نظارت بر سلامت سازه های عمرانی مانند پل ها و خطوط لوله به عنوان مبدل های فعال با کمک به شناسایی هرگونه آسیب احتمالی که ممکن است با چشم انسان به سختی قابل مشاهده باشد، مفید باشد.
