Was bedeutet "Mechanische Metamaterialien"?
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Mechanische Metamaterialien sind spezielle Materialien, die so entworfen wurden, dass sie Eigenschaften haben, die in natürlichen Materialien nicht vorkommen. Das erreichen sie, indem sie ihre innere Struktur auf bestimmte Weise anordnen, oft im sehr kleinen Maßstab.
Vorteile von Unordnung
Neueste Studien zeigen, dass das Hinzufügen eines bestimmten Maßes an Unordnung zu diesen Materialien ihre Fähigkeit verbessern kann, Risse standzuhalten. Anstatt an einem Punkt zu brechen, verteilt sich der Schaden, was dem Material hilft, länger stark zu bleiben. Die richtige Menge an Unordnung kann diese Materialien viel robuster machen als solche, die ordentlich organisiert sind.
Eigenschaften kontrollieren
Eines der spannenden Merkmale von mechanischen Metamaterialien ist die Fähigkeit, ihre Eigenschaften zu kontrollieren, wie zum Beispiel die Art, wie sie sich biegen oder dehnen. Indem die Anordnung der kleinen Teile innerhalb des Materials verändert wird, können Forscher sie anders verhalten lassen, zum Beispiel von Dehnen zu Komprimieren wechseln. Diese Flexibilität ist nützlich für verschiedene Anwendungen, einschließlich Schutzkleidung und elektronische Geräte.
Chiralisität in Metamaterialien
Ein weiterer interessanter Aspekt dieser Materialien ist die Chiralisität, die sich auf eine Eigenschaft bezieht, die es ihnen ermöglicht, zu manipulieren, wie Wellen durch sie hindurchreisen. Das bedeutet, sie können die Richtung dieser Wellen ändern, was hilfreich ist für Technologien, die darauf angewiesen sind, Wellen zu steuern, wie Sensoren und Schallschutzsysteme. Das Design von chiral strukturierten Materialien fügt diesen bereits vielseitigen Materialien eine weitere Fähigkeit hinzu.