Клубок канцелярских скрепок трудно разорвать — он сопротивляется как твердый предмет. Но при определенной вибрации тот же самый клубок рассыпается на отдельные скрепки. Инженеры увидели в этом принцип для создания новых материалов.

Фото: Университет Колорадо в Боулдере

Лаборатория передовых материалов и биоинспирации под руководством профессора Франсуа Бартелата (Francois Barthelat) изучает, как форма частиц влияет на их сцепление. Обычный песок не соединяется в прочную массу, потому что его песчинки округлые. Если изменить геометрию каждой частицы, поведение материала меняется.

С помощью компьютерного моделирования команда определила оптимальную форму — частицу, напоминающую скобу с двумя ножками. Тесты показали, что такой материал одновременно прочен и вязок, что редко встречается в обычных конструкциях. При легкой вибрации частицы сильнее сцепляются и укрепляют структуру. При более сильной вибрации распутываются, и материал рассыпается.

По словам Бартелата, это странный материал: он не жидкость, но и не совсем твердый. Команда видит несколько применений. Например, мосты и здания можно будет разбирать и перерабатывать, когда они больше не нужны. Другая идея — системы роевой робототехники, где маленькие роботы запутываются для выполнения задачи, а после распутываются. Сам Бартелат сравнивает это с жидкометаллическим роботом Т-1000 из фильма «Терминатор 2», который менял форму. Сейчас команда тестирует частицы с дополнительными выступами, похожими на колючки репейника. Ученые надеются, что это усилит свойства сцепления.