✖


Jump to content

Механический метаматериал

Add links

Механические метаматериалы — это рационально спроектированные искусственные материалы/структуры точной геометрической формы, приводящие к необычным физическим и механическим свойствам. Эти беспрецедентные свойства часто обусловлены их уникальной внутренней структурой, а не материалами, из которых они изготовлены. Вдохновение для дизайна механических метаматериалов часто исходит из биологических материалов (таких как соты и клетки), молекулярных и кристаллических структур элементарных ячеек, а также из художественных областей оригами и киригами. В то время как ранние механические метаматериалы регулярно повторяли простые структуры элементарных ячеек, сейчас исследуются все более сложные элементы и архитектуры. Механические метаматериалы можно рассматривать как аналог довольно известного семейства оптических метаматериалов и электромагнитных метаматериалов . Механические свойства, включая эластичность, вязкоупругость и термоупругость, играют центральную роль в разработке механических метаматериалов. Их часто еще называют эластичные метаматериалы или эластодинамические метаматериалы . Их механические свойства могут быть спроектированы так, чтобы иметь значения, которые невозможно найти в природе, такие как отрицательная жесткость, отрицательный коэффициент Пуассона, отрицательная сжимаемость и исчезающий модуль сдвига. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]

Классические механические метаматериалы

[ редактировать ]

Значительная часть текущих исследований в области механических метаматериалов сосредоточена на изучении новых геометрических конструкций микро/наноархитектур для достижения или открытия исключительных механических свойств. 3D-печать , или аддитивное производство, за последнее десятилетие произвела революцию в этой области, позволив изготавливать сложные механические структуры из метаматериалов. Некоторые из беспрецедентных и необычных свойств классических механических метаматериалов включают:

Отрицательный коэффициент Пуассона (ауксетики)

[ редактировать ]

Коэффициент Пуассона определяет, как материал расширяется (или сжимается) в поперечном направлении при продольном сжатии. Хотя большинство природных материалов имеют положительный коэффициент Пуассона (что соответствует нашей интуитивной идее о том, что при сжатии материала он должен расширяться в ортогональном направлении), семейство экстремальных материалов, известных как ауксетики, может иметь коэффициент Пуассона ниже нуля. Их примеры можно найти в природе или сфабриковать. [ 14 ] [ 15 ] и часто состоят из микроструктуры небольшого объема, обеспечивающей экстремальные свойства. Простые конструкции композитов с отрицательным коэффициентом Пуассона (перевернутая гексагональная ячейка периодичности) были опубликованы в 1985 году. [ 16 ] [ 17 ] Кроме того, известно, что некоторые складки оригами, такие как складка Миура и, в целом, зигзагообразные складки, демонстрируют отрицательный коэффициент Пуассона. [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]

Отрицательная жесткость

[ редактировать ]

Механические метаматериалы с отрицательной жесткостью (NS) представляют собой инженерные конструкции, которые проявляют противоречивое свойство: при приложении внешней силы материал деформируется таким образом, что уменьшает приложенную силу, а не увеличивает ее. В этом отличие от обычных материалов, устойчивых к деформации. [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] Метаматериалы NS обычно состоят из периодически расположенных элементов, которые под нагрузкой подвергаются упругой нестабильности. Эта нестабильность приводит к отрицательному поведению жесткости в определенном диапазоне деформации. В результате получается материал, который может более эффективно поглощать энергию и проявлять уникальные механические свойства по сравнению с традиционными материалами.

Отрицательное тепловое расширение

[ редактировать ]

Эти механические метаматериалы могут иметь коэффициенты теплового расширения, превышающие коэффициент теплового расширения любого из компонентов. [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] Разложение может быть сколь угодно большим положительным, сколь угодно большим отрицательным или нулевым. Эти материалы существенно превышают пределы теплового расширения двухфазного композита. Они содержат значительное пустое пространство.

Высокое соотношение прочности и плотности

[ редактировать ]

Механический метаматериал с высоким соотношением прочности и плотности представляет собой синтетический материал, обладающий исключительными механическими свойствами по сравнению с его весом. Это достигается за счет тщательно разработанной внутренней микроструктуры, часто периодической или иерархической, которая способствует общим характеристикам материала. [ 29 ] [ 4 ]

Отрицательная сжимаемость

[ редактировать ]

В замкнутой термодинамической системе, находящейся в равновесии, как продольная, так и объемная сжимаемость обязательно неотрицательны из-за ограничений устойчивости. По этой причине при растяжении обычные материалы расширяются в направлении приложенной силы. Однако было показано, что метаматериалы могут быть спроектированы так, чтобы демонстрировать переходы с отрицательной сжимаемостью, во время которых материал подвергается сжатию при растяжении (или расширению при давлении). [ 30 ] Под воздействием изотропных напряжений эти метаматериалы также демонстрируют отрицательные переходы объемной сжимаемости. [ 31 ] В этом классе метаматериалов отрицательный отклик происходит вдоль направления приложенной силы, что отличает эти материалы от тех, которые демонстрируют отрицательный поперечный отклик (например, при исследовании отрицательного коэффициента Пуассона).

Отрицательный модуль объемной деформации

[ редактировать ]

Механические метаматериалы с отрицательным эффективным модулем объемного сжатия демонстрируют интригующие и противоречивые свойства. В отличие от обычных материалов, которые сжимаются под давлением, эти материалы расширяются. Такое аномальное поведение обусловлено их тщательно спроектированной микроструктурой, которая позволяет использовать механизмы внутренней деформации, противодействующие приложенному напряжению. Потенциальные области применения этих материалов обширны. Их можно использовать для разработки акустических или фононных метаматериалов , современных амортизаторов и систем рассеивания энергии. [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] Кроме того, их уникальные упругие свойства могут найти применение при создании новых структурных компонентов с повышенной упругостью и способностью адаптироваться к динамическим нагрузкам.

Исчезающий модуль сдвига

[ редактировать ]
СЭМ-изображение пентамодного метаматериала (размером около 300 мкм)

Пентамодовый метаматериал — это искусственная трехмерная структура, которая, несмотря на то, что является твердой, в идеале ведет себя как жидкость. Таким образом, он имеет конечный объем , но исчезает модуль сдвига , или, другими словами, его трудно сжимать, но легко деформировать. Говоря более математическим языком, пятимодовые метаматериалы имеют тензор упругости только с одним ненулевым собственным значением и пятью (пента) исчезающими собственными значениями. Пятимодовые структуры были теоретически предложены Грэмом Милтоном и Андреем Черкаевым в 1995 году. [ 41 ] но не были изготовлены до начала 2012 года. [ 42 ] Согласно теории, пятимодовые метаматериалы могут использоваться в качестве строительных блоков для материалов с совершенно произвольными упругими свойствами. [ 41 ] Анизотропные версии пентамодовых структур являются кандидатами на трансформационную эластодинамику и эластодинамическую маскировку.

Хиральная микрополярная эластичность

[ редактировать ]

Очень часто упругости Коши достаточно для описания эффективного поведения механических метаматериалов. Было показано, что когда элементарные ячейки типичных метаматериалов не центросимметричны, эффективное описание с использованием киральной микрополярной упругости (или Коссера [ 43 ] ) было необходимо. [ 44 ] Микрополярная эластичность сочетает в себе сочетание поступательных и вращательных степеней свободы в статическом случае и демонстрирует поведение, эквивалентное оптической активности .

Бесконечная механическая настройка

[ редактировать ]

В дополнение к хорошо известным беспрецедентным механическим свойствам механических метаматериалов, «бесконечная механическая возможность настройки» является еще одним важным аспектом механических метаматериалов. Это особенно важно для конструкционных материалов, поскольку их микроструктуру и жесткость можно настроить для эффективного достижения теоретических верхних границ удельной жесткости и прочности. [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] Хотя теоретические композиты, достигающие той же верхней границы, существуют уже некоторое время, [ 48 ] их было непрактично изготавливать, поскольку для них требовались элементы в нескольких масштабах длины. [ 49 ] Конструкции с одинарной длиной подходят для аддитивного производства , где они могут создать инженерные системы, которые максимизируют легкость, жесткость, прочность и поглощение энергии.

Активные механические метаматериалы

[ редактировать ]

На сегодняшний день большинство основных исследований механических метаматериалов сосредоточено на пассивных структурах с фиксированными свойствами, лишенных возможностей активного зондирования или обратной связи. [ 50 ] [ 13 ] Глубокая интеграция расширенных функций является важной задачей при изучении метаматериалов следующего поколения. [ 51 ] Композитные механические метаматериалы могут стать ключом к достижению этой цели. Однако вся концепция композиционных механических метаматериалов все еще находится в зачаточном состоянии. Получение программируемого поведения посредством взаимодействия между материалом и структурой в композитных механических метаматериалах позволяет интегрировать в их текстуру расширенные функциональные возможности, выходящие за рамки их механических свойств. «Механическое метаматериальное древо познания» [ 13 ] подразумевает, что созрели хиральные, решетчатые и отрицательные метаматериалы (например, с отрицательным модулем объемного сжатия или отрицательным модулем упругости), за которыми следуют оригами и клеточные метаматериалы.

Последние исследовательские тенденции выходят за рамки простого изучения беспрецедентных механических свойств. Предполагаемые новые направления — это распознавание, сбор энергии и приведение в действие механических метаматериалов. Древо знаний показывает, что приложения цифровых вычислений, хранения цифровых данных и микро/наноэлектромеханических систем (MEMS/NEMS) являются одними из столпов будущего механических метаматериалов. исследовать. В этом направлении эволюции конечной целью могут стать активные механические метаматериалы с определенным уровнем познания. Когнитивные способности являются важнейшими элементами действительно « разумных механических метаматериалов ». Подобно сложным живым организмам, интеллектуальные механические метаматериалы потенциально могут использовать свои когнитивные способности для восприятия, автономной работы и обработки информации для взаимодействия с окружающей средой, оптимизируя свою реакцию и создавая цикл «чувство-решение-реакция».

Механическое метаматериальное древо познаний [ 13 ]

Программируемые механические метаматериалы

[ редактировать ]

Программируемый отклик — это новое направление в области механических метаматериалов, выходящее за рамки механических свойств. [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ] [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] Электрическая отзывчивость является важной функцией для проектирования адаптивных, исполнительных и автономных механических метаматериалов. [ 59 ] [ 60 ] Например, исследовательские идеи были открыты активными и адаптивными механическими метаматериалами, которые превращают электрические материалы в микроструктурные единицы метаматериалов для автономного преобразования входного сигнала механической деформации в выходной электрический сигнал. [ 50 ] [ 61 ]

Отзывчивые механические метаматериалы

[ редактировать ]

Интеграция функциональных материалов и механического проектирования — это новая область исследований, направленная на изучение отзывчивых механических метаматериалов. [ 50 ] Недавние исследования изучают новые классы механических метаматериалов, которые могут реагировать на различные типы возбуждений, такие как акустические, [ 62 ] термофотоэлектрический [ 63 ] и магнитный. [ 64 ]

Обнаружение и сбор энергии механических метаматериалов

[ редактировать ]

Недавние исследования изучали интеграцию функций зондирования и сбора энергии в структуру механических метаматериалов. Метатрибоматериалы [ 65 ] [ 66 ] предложенные в 2021 году новый класс многофункциональных композитных механических метаматериалов с собственными функциями измерения и сбора энергии. Эти материальные системы состоят из тонко подобранных и топологически различных трибоэлектрических микроструктур. Метатрибоматериалы могут служить наногенераторами и чувствительными средами для непосредственного сбора информации о рабочей среде. Они естественным образом наследуют улучшенные механические свойства, предлагаемые классическими механическими метаматериалами. При механическом возбуждении метатрибоматериалы генерируют электрические сигналы, которые можно использовать для активного зондирования и расширения возможностей датчиков и встроенной электроники. [ 65 ]

Электронно-механические метаматериалы

[ редактировать ]

Электронно-механические метаматериалы [ 67 ] представляют собой активные механические метаматериалы с возможностями цифровых вычислений и хранения информации. Они заложили основу для нового научного направления метамеханотроники (механической электроники метаматериалов), предложенного в 2023 году. [ 67 ] Эти материальные системы создаются путем интеграции механических метаматериалов, цифровой электроники и технологий сбора наноэнергии (например, трибоэлектрических, пьезоэлектрических, пироэлектрических) технологий. Электронно-механические метаматериалы обладают потенциалом функционировать как цифровые логические вентили, открывая путь для разработки механических метаматериальных компьютеров (MMC), которые могли бы дополнять традиционные электронные системы. [ 67 ] Такие вычислительные системы из метаматериалов могут быть особенно полезны при экстремальных нагрузках и суровых условиях окружающей среды (например, при высоком давлении, высокой/низкой температуре и радиационном воздействии), где традиционная полупроводниковая электроника не может поддерживать свои спроектированные логические функции.

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Лейкс, Родерик (27 февраля 1987 г.). «Пенистые конструкции с отрицательным коэффициентом Пуассона» . Наука . 235 (4792): 1038–1040. Бибкод : 1987Sci...235.1038L . дои : 10.1126/science.235.4792.1038 . ISSN   0036-8075 . ПМИД   17782252 .
  2. ^ Бертольди, Катя; Рейс, Педро М.; Уиллшоу, Стивен; Маллин, Том (19 января 2010 г.). «Поведение отрицательного коэффициента Пуассона, вызванное упругой нестабильностью» . Продвинутые материалы . 22 (3): 361–366. Бибкод : 2010AdM....22..361B . дои : 10.1002/adma.200901956 . ISSN   0935-9648 . ПМИД   20217719 .
  3. ^ Гривз, Дж. Н.; Грир, Алабама; Озера, РС; Руксель, Т. (ноябрь 2011 г.). «Коэффициент Пуассона и современные материалы» . Природные материалы . 10 (11): 823–837. Бибкод : 2011NatMa..10..823G . дои : 10.1038/nmat3134 . ISSN   1476-4660 . ПМИД   22020006 .
  4. ^ Jump up to: а б Чжэн, Сяоюй; Ли, Ховон; Вайсграбер, Тодд Х.; Шустефф, Максим; ДеОтте, Джошуа; Дуосс, Эрик Б.; Кунц, Джошуа Д.; Бинер, Моника М.; Гэ, Ци; Джексон, Джули А.; Кучеев Сергей О.; Фанг, Николай X.; Спадаччини, Кристофер М. (20 июня 2014 г.). «Сверхлегкие, сверхжесткие механические метаматериалы» . Наука . 344 (6190): 1373–1377. Бибкод : 2014Sci...344.1373Z . дои : 10.1126/science.1252291 . ISSN   0036-8075 .
  5. ^ Рафсанджани, Ахмад; Акбарзаде, Абдулхамид; Пасини, Дамиано (октябрь 2015 г.). «Разрыв механических метаматериалов под напряжением» . Продвинутые материалы . 27 (39): 5931–5935. arXiv : 1612.05987 . Бибкод : 2015АдМ....27.5931Р . дои : 10.1002/adma.201502809 . ISSN   0935-9648 . ПМИД   26314680 .
  6. ^ Кристенсен, Йохан; Кадич, Муамер; Вегенер, Мартин; Крафт, Оливер; Вегенер, Мартин (01 сентября 2015 г.). «Яркие времена для механических метаматериалов» . МРС Коммуникации . 5 (3): 453–462. дои : 10.1557/mrc.2015.51 . ISSN   2159-6867 .
  7. ^ Ли, Сяоянь; Гао, Хуацзянь (апрель 2016 г.). «Меньше и сильнее» . Природные материалы . 15 (4): 373–374. дои : 10.1038/nmat4591 . ISSN   1476-4660 .
  8. ^ Ахпана, Бабак; Салари-Шариф, Ладан; Пурраджаб, Пейман; Хопкинс, Джонатан; Вальдевит, Лоренцо (сентябрь 2016 г.). «Мультистабильные архитектурные материалы с возможностью реконфигурации формы» . Продвинутые материалы . 28 (36): 7915–7920. Бибкод : 2016AdM....28.7915H . дои : 10.1002/adma.201601650 . ISSN   0935-9648 . ПМИД   27384125 .
  9. ^ Задпур, Амир А. (22 августа 2016 г.). «Механические метаматериалы» . Горизонты материалов . 3 (5): 371–381. дои : 10.1039/C6MH00065G . ISSN   2051-6355 .
  10. ^ Бауэр, Йенс; Меза, Лукас Р.; Шедлер, Тобиас А.; Швайгер, Рут; Чжэн, Сяоюй; Вальдевит, Лоренцо (октябрь 2017 г.). «Нанорешетки: новый класс механических метаматериалов» . Продвинутые материалы . 29 (40). Бибкод : 2017AdM....2901850B . дои : 10.1002/adma.201701850 . ISSN   0935-9648 .
  11. ^ Бертольди, Катя; Вителли, Винченцо; Кристенсен, Йохан; ван Хекке, Мартин (17 октября 2017 г.). «Гибкие механические метаматериалы» . Материалы обзоров природы . 2 (11): 17066. Бибкод : 2017NatRM...217066B . дои : 10.1038/natrevmats.2017.66 . ISSN   2058-8437 .
  12. ^ Сурджади, Джеймс Утама; и др. (4 января 2019 г.). «Механические метаматериалы и их инженерное применение» . Передовые инженерные материалы . 21 (3): 1800864. doi : 10.1002/adem.201800864 .
  13. ^ Jump up to: а б с д Цзяо, Пэнчэн; Мюллер, Йохен; Рэйни, Джордан Р.; Чжэн, Сяоюй (Рейн); Алави, Амир Х. (26 сентября 2023 г.). «Механические метаматериалы и не только» . Природные коммуникации . 14 (1): 6004. Бибкод : 2023NatCo..14.6004J . дои : 10.1038/s41467-023-41679-8 . ISSN   2041-1723 . ПМЦ   10522661 .
  14. ^ Сюй, Б.; Ариас, Ф.; Бриттен, Южная Каролина; Чжао, Х.-М.; Гжибовский, Б.; Торквато, С.; Уайтсайдс, генеральный менеджер (1999). «Создание микроструктур с отрицательным коэффициентом Пуассона методом мягкой литографии». Продвинутые материалы . 11 (14): 1186–1189. Бибкод : 1999AdM....11.1186X . doi : 10.1002/(SICI)1521-4095(199910)11:14<1186::AID-ADMA1186>3.0.CO;2-K .
  15. ^ Бюкманн, Тьемо; Стенджер, Николас; Кадич, Муамер; Кашке, Йоханнес; Фрелих, Андреас; Кеннеркнехт, Тобиас; Эберл, Кристоф; Тиль, Майкл; Вегенер, Мартин (22 мая 2012 г.). «Специализированные трехмерные механические метаматериалы, изготовленные с помощью оптической литографии с прямой лазерной записью». Продвинутые материалы . 24 (20): 27:10–27:14. Бибкод : 2012AdM....24.2710B . дои : 10.1002/adma.201200584 . ПМИД   22495906 . S2CID   205244958 .
  16. ^ Колпаковс, А.Г. (1985). «Определение средних характеристик упругих каркасов». Журнал прикладной математики и механики . 49 (6): 739–745. Бибкод : 1985JApMM..49..739K . дои : 10.1016/0021-8928(85)90011-5 .
  17. ^ Альмгрен, РФ (1985). «Изотропная трехмерная структура с коэффициентом Пуассона = -1». Журнал эластичности . 15 (4): 427–430. дои : 10.1007/bf00042531 . S2CID   123298026 .
  18. ^ Шенк, Марк (2011). Складчатые оболочечные конструкции, кандидатская диссертация (PDF) . Кембриджский университет, Клэр-колледж.
  19. ^ Вэй, З.Ы.; Го, З.В.; Дудте, Л.; Лян, Хай; Махадеван, Л. (21 мая 2013 г.). «Геометрическая механика периодического плиссированного оригами». Письма о физических отзывах . 110 (21): 215501. arXiv : 1211.6396 . Бибкод : 2013PhRvL.110u5501W . doi : 10.1103/PhysRevLett.110.215501 . ПМИД   23745895 . S2CID   9145953 .
  20. ^ Эйдини, Марьям; Паулино, Главио Х. (2015). «Раскрытие свойств метаматериала в сложенных зигзагообразными листами» . Достижения науки . 1 (8): e1500224. arXiv : 1502.05977 . Бибкод : 2015SciA....1E0224E . дои : 10.1126/sciadv.1500224 . ISSN   2375-2548 . ПМЦ   4643767 . ПМИД   26601253 .
  21. ^ Эйдини, Марьям (2016). «Зигзагообразные листовые ячеистые механические метаматериалы со складками». Письма по экстремальной механике . 6 : 96–102. arXiv : 1509.08104 . Бибкод : 2016ExML....6...96E . дои : 10.1016/j.eml.2015.12.006 . S2CID   118424595 .
  22. ^ Лейкс, Р.; Розакис, П.; Руина, А. (15 февраля 1993 г.). «Нестабильность микровыпучивания в эластомерных ячеистых твердых телах» . Журнал материаловедения . 28 (17): 4667–4672. Бибкод : 1993JMatS..28.4667L . дои : 10.1007/bf00414256 . ISSN   0022-2461 .
  23. ^ Хьюэдж, Тришан А.М.; Олдерсон, Ким Л.; Олдерсон, Эндрю; Скарпа, Фабрицио (декабрь 2016 г.). «Дважды отрицательные механические метаматериалы, демонстрирующие одновременную отрицательную жесткость и свойства отрицательного коэффициента Пуассона» . Продвинутые материалы . 28 (46): 10323–10332. Бибкод : 2016AdM....2810323H . дои : 10.1002/adma.201603959 . ISSN   0935-9648 . ПМИД   27781310 .
  24. ^ Тан, Сяоцзюнь; Чжу, Шаовэй; Чэнь, Яо, Кайли; Ву, Линьчжи; Сунь, Юго (10 декабря 2019 г.) с отрицательной жесткостью» . «Новые механические метаматериалы и Структуры 29 ( 1): 015037. doi : 10.1088/1361-665x/ ab47d9 ISSN   0964-1726 .
  25. ^ Корреа, Диксон М; Клатт, Тимоти; Кортес, Серхио; Хаберман, Майкл; Ковар, Дезидерио; Сиперсад, Кэролайн (01 января 2015 г.). «Соты отрицательной жесткости для восстанавливаемой ударной изоляции» . Журнал быстрого прототипирования . 21 (2): 193–200. дои : 10.1108/RPJ-12-2014-0182 . ISSN   1355-2546 .
  26. ^ Леман, Джереми; Лейкс, Родерик (1 сентября 2013 г.). «Жесткие решетки с нулевым тепловым расширением и повышенной жесткостью за счет оптимизации поперечного сечения ребер» . Международный журнал механики и материалов в дизайне . 9 (3): 213–225. дои : 10.1007/s10999-012-9210-x . ISSN   1573-8841 .
  27. ^ Чжан, Цяо; Сунь, Юйсинь (01 января 2024 г.). «Новые структуры метаматериалов с отрицательным тепловым расширением и настраиваемыми механическими свойствами» . Международный журнал механических наук . 261 : 108692. doi : 10.1016/j.ijmecsci.2023.108692 . ISSN   0020-7403 .
  28. ^ Лю, Сияо; Ли, Янин (сентябрь 2023 г.). «Тепловое расширение гибридного хирального механического метаматериала с узорчатыми биполосками» . Передовые инженерные материалы . 25 (17). дои : 10.1002/адем.202300478 . ISSN   1438-1656 .
  29. ^ Озера, Родерик (февраль 1993 г.). «Материалы со структурной иерархией» . Природа . 361 (6412): 511–515. Бибкод : 1993Natur.361..511L . дои : 10.1038/361511a0 . ISSN   1476-4687 .
  30. ^ Николау, Закари Г.; Моттер, Адилсон Э. (2012). «Механические метаматериалы с переходами отрицательной сжимаемости». Природные материалы . 11 (7): 608–13. arXiv : 1207.2185 . Бибкод : 2012NatMa..11..608N . дои : 10.1038/nmat3331 . ПМИД   22609557 . S2CID   13390648 .
  31. ^ Николау, Закари Г.; Моттер, Адилсон Э. (2013). «Продольная инвертированная сжимаемость в сверхдеформированных метаматериалах». Журнал статистической физики . 151 (6): 1162–1174. arXiv : 1304.0787 . Бибкод : 2013JSP...151.1162N . дои : 10.1007/s10955-013-0742-8 . S2CID   32700289 .
  32. ^ Ли, Сэм Хён; Пак, Чун Ман; Со, Ён Мун; Ван, Чжи Го; Ким, Чул Ку (29 апреля 2009 г.). «Акустический метаматериал с отрицательным модулем». Физический журнал: конденсированное вещество . 21 (17): 175704. arXiv : 0812.2952 . Бибкод : 2009JPCM...21q5704L . дои : 10.1088/0953-8984/21/17/175704 . ПМИД   21825432 . S2CID   26358086 .
  33. ^ Ли, Сэм Хён; Пак, Чун Ман; Со, Ён Мун; Ван, Чжи Го; Ким, Чул Ку (1 декабря 2009 г.). «Акустический метаматериал отрицательной плотности». Буквы по физике А. 373 (48): 4464–4469. Бибкод : 2009PhLA..373.4464L . дои : 10.1016/j.physleta.2009.10.013 .
  34. ^ Ян, З.; Мэй, Джун; Ян, Мин; Чан, Н.; Шэн, Пин (1 ноября 2008 г.). «Акустический метаматериал мембранного типа с отрицательной динамической массой» (PDF) . Письма о физических отзывах . 101 (20): 204301. Бибкод : 2008PhRvL.101t4301Y . doi : 10.1103/PhysRevLett.101.204301 . ПМИД   19113343 . S2CID   714391 .
  35. ^ Дин, Ицюнь; Лю, Чжэнъю; Цю, Чуньинь; Ши, Цзин (август 2007 г.). «Метаматериал с одновременно отрицательными объемным модулем и массовой плотностью». Письма о физических отзывах . 99 (9): 093904. Бибкод : 2007PhRvL..99i3904D . doi : 10.1103/PhysRevLett.99.093904 . ПМИД   17931008 .
  36. ^ Ли, Сэм Хён; Пак, Чун Ман; Со, Ён Мун; Ван, Чжи Го; Ким, Чул Ку (1 февраля 2010 г.). «Композитная акустическая среда с одновременно отрицательной плотностью и модулем упругости». Письма о физических отзывах . 104 (5): 054301. arXiv : 0901.2772 . Бибкод : 2010PhRvL.104e4301L . doi : 10.1103/PhysRevLett.104.054301 . ПМИД   20366767 . S2CID   119249065 .
  37. ^ Ли, Дженсен; Фок, Ли; Инь, Сяобо; Барталь, Гай; Чжан, Сян (2009). «Экспериментальная демонстрация акустической увеличительной гиперлинзы». Природные материалы . 8 (12): 931–934. Бибкод : 2009NatMa...8..931L . дои : 10.1038/nmat2561 . ПМИД   19855382 .
  38. ^ Кристенсен, Йохан; де Абахо, Ф. (2012). «Анизотропные метаматериалы для полного контроля акустических волн». Письма о физических отзывах . 108 (12): 124301. Бибкод : 2012PhRvL.108l4301C . doi : 10.1103/PhysRevLett.108.124301 . hdl : 10261/92293 . ПМИД   22540586 . S2CID   36710766 .
  39. ^ Фархат, М.; Енох, С.; Генно, С.; Мовчан, А. (2008). «Широкополосная цилиндрическая акустическая маска для линейных поверхностных волн в жидкости». Письма о физических отзывах . 101 (13): 134501. Бибкод : 2008PhRvL.101m4501F . doi : 10.1103/PhysRevLett.101.134501 . ПМИД   18851453 .
  40. ^ Каммер, Стивен А; Шуриг, Дэвид (2007). «Один путь к акустической маскировке» . Новый журнал физики . 9 (3): 45. Бибкод : 2007NJPh....9...45C . дои : 10.1088/1367-2630/9/3/045 .
  41. ^ Jump up to: а б Милтон, Грэм В.; Черкаев, Андрей В. (1 января 1995 г.). «Какие тензоры упругости реализуемы?». Журнал инженерных материалов и технологий . 117 (4): 483. дои : 10.1115/1.2804743 .
  42. ^ Кадич, Муамер; Бюкманн, Тьемо; Стенджер, Николас; Тиль, Майкл; Вегенер, Мартин (1 января 2012 г.). «О возможности создания пятимодовых механических метаматериалов». Письма по прикладной физике . 100 (19): 191901. arXiv : 1203.1481 . Бибкод : 2012АпФЛ.100с1901К . дои : 10.1063/1.4709436 . S2CID   54982039 .
  43. ^ Рюгер, З.; Лейкс, РС (8 февраля 2018 г.). «Сильная эластичность по Коссера в решетке трансверсально-изотропного полимера» . Письма о физических отзывах . 120 (6): 065501. Бибкод : 2018PhRvL.120f5501R . doi : 10.1103/PhysRevLett.120.065501 . ПМИД   29481282 .
  44. ^ Френцель, Тобиас; Кадич, Муамер; Вегенер, Мартин (23 ноября 2017 г.). «Трехмерные механические метаматериалы с изюминкой» . Наука . 358 (6366): 1072–1074. Бибкод : 2017Sci...358.1072F . дои : 10.1126/science.aao4640 . ПМИД   29170236 .
  45. ^ Ричи, Роберт О.; Чжэн, Сяоюй Рейн (сентябрь 2022 г.). «Повышение проектируемости конструкционных материалов» . Природные материалы . 21 (9): 968–970. Бибкод : 2022NatMa..21..968R . дои : 10.1038/s41563-022-01336-9 . ISSN   1476-4660 .
  46. ^ Бергер, Дж.Б.; Уодли, Гонконг; Макмикинг, RM (2017). «Механические метаматериалы на теоретическом пределе изотропной упругой жесткости» . Природа . 543 (7646): 533–537. Бибкод : 2017Natur.543..533B . дои : 10.1038/nature21075 . hdl : 2164/9176 . ISSN   0028-0836 . ПМИД   28219078 . S2CID   205253514 .
  47. ^ Крук, Кэмерон; Бауэр, Йенс; Гуэль Изард, Анна; Сантос де Оливейра, Кристина; Мартинс де Соуза и Силва, Хулиана; Бергер, Джонатан Б.; Вальдевит, Лоренцо (27 марта 2020 г.). «Плиты-нанорешетки на теоретическом пределе жесткости и прочности» . Природные коммуникации . 11 (1): 1579. Бибкод : 2020NatCo..11.1579C . дои : 10.1038/s41467-020-15434-2 . ISSN   2041-1723 . ПМК   7101344 . ПМИД   32221283 .
  48. ^ Милтон, GW (2018). «Жесткая конкуренция» . Природа . 564 (7734): Е1. Бибкод : 2018Natur.564E...1M . дои : 10.1038/s41586-018-0724-8 . ISSN   1476-4687 . ПМИД   30518886 .
  49. ^ Бергер, Дж.Б.; Уодли, Гонконг; Макмикинг, RM (2018). «Бергер и др. Ответ» . Природа . 564 (7734): Е2–Е4. Бибкод : 2018Natur.564E...2B . дои : 10.1038/s41586-018-0725-7 . ISSN   1476-4687 . ПМИД   30518891 .
  50. ^ Jump up to: а б с Пишвар, Майя; Харн, Райан Л. (18 августа 2020 г.). «Основы мягкой, умной материи с помощью активных механических метаматериалов» . Передовая наука . 7 (18). дои : 10.1002/advs.202001384 . ISSN   2198-3844 . ПМЦ   7509744 . ПМИД   32999844 .
  51. ^ Границы исследования материалов: десятилетний обзор . Комитет по границам исследований материалов: десятилетний обзор, Национальный совет по материалам и производству, Совет по физике и астрономии, Отдел инженерных и физических наук, Национальные академии наук, техники и медицины. Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. 2019-08-12. дои : 10.17226/25244 . ISBN  978-0-309-48387-2 . {{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка )
  52. ^ Флорийн, Бастиан; Куле, Корантен; ван Хекке, Мартин (24 октября 2014 г.). «Программируемые механические метаматериалы» . Письма о физических отзывах . 113 (17): 175503. arXiv : 1407.4273 . Стартовый код : 2014PhRvL.113q5503F . doi : 10.1103/PhysRevLett.113.175503 . hdl : 1887/51767 . ПМИД   25379923 .
  53. ^ Камен, Рэндалл Д.; Март 2017 г. - . Кири метаматериалы Киригами Тан, Ичао, Ян, Шу ; Программируемые « » .... .doi 2904262T : 10.1002 adma.201604262 ISSN   0935-9648 . PMID   28026066 /
  54. ^ Госвами, Дебкальпа; Чжан, Юньлань; Лю, Шуай; Абдалла, Омар А; Заваттьери, Пабло Д; Мартинес, Рамзес V (01 января 2021 г.). «Механические метаматериалы с программируемой связью сжатия-поворота» . Умные материалы и конструкции . 30 (1): 015005. Бибкод : 2021SMaS...30a5005G . дои : 10.1088/1361-665X/abc182 . ISSN   0964-1726 .
  55. ^ Лю, Вэйци; Цзян, Ханьцин; Чен, Ян (февраль 2022 г.). «3D-программируемые метаматериалы на основе модулей реконфигурируемых механизмов» . Передовые функциональные материалы . 32 (9). дои : 10.1002/adfm.202109865 . ISSN   1616-301X .
  56. ^ Грегг, Кристин Э.; Катаносо, Дамиана; Формозо, Оливия Ирен Б.; Костицына Ирина; Очалек, Меган Э.; Олатунде, Тайво Дж.; Парк, Ин Вон; Себастьянелли, Фрэнк М.; Тейлор, Элизабет М.; Трин, Гринфилд Т.; Чунг, Кеннет К. (17 января 2024 г.). «Сверхлегкие, прочные и самоперепрограммируемые механические метаматериалы» . Научная робототехника . 9 (86). doi : 10.1126/scirobotics.adi2746 . ISSN   2470-9476 . ПМИД   38232146 .
  57. ^ Лю, Чэньян; Чжан, Си; Чанг, Цзяхуэй; Лю, Ты; Чжао, Цзянань; Цю, Сун (20 марта 2024 г.). «Программируемые механические метаматериалы: основные концепции, типы, стратегии создания — обзор» . Границы в материалах . 11 . Бибкод : 2024FrMat..1161408L . дои : 10.3389/fmats.2024.1361408 . ISSN   2296-8016 .
  58. ^ Рафсанджани, Ахмад; Бертольди, Катя; Стюдар, Андре Р. (10 апреля 2019 г.). «Программирование мягких роботов с использованием гибких механических метаматериалов» . Научная робототехника . 4 (29). arXiv : 1906.00306 . doi : 10.1126/scirobotics.aav7874 . ISSN   2470-9476 . ПМИД   33137714 .
  59. ^ Чен, Тянь; Поли, Марк; Рейс, Педро М. (январь 2021 г.). «Перепрограммируемый механический метаматериал со стабильной памятью» . Природа . 589 (7842): 386–390. Бибкод : 2021Natur.589..386C . дои : 10.1038/s41586-020-03123-5 . ISSN   1476-4687 . ПМИД   33473228 .
  60. ^ Мэй, Тай; Мэн, Чжицян; Чжао, Кеджи; Чен, Чан Цин (13 декабря 2021 г.). «Механический метаматериал с перепрограммируемыми логическими функциями» . Природные коммуникации . 12 (1): 7234. Бибкод : 2021NatCo..12.7234M . дои : 10.1038/s41467-021-27608-7 . ISSN   2041-1723 . ПМЦ   8668933 . ПМИД   34903754 .
  61. ^ Цзян; Чжан, Шушань; Ли, Инь, Дайнин (январь 2022 г.). Ци, Цзихао; Ху, Вэнься; Чжао , 2022 Прогресс в области активных механических метаматериалов и принципов строительства» . Advanced Science . 9 (1): e2102662. doi : 10.1002 . ISSN   2198-3844 . ПМЦ   8728820 . /  ​ advs.202102662
  62. ^ Ли, Фэн; Анзель, Пол; Ян, Джинкю; Кеврекидис, Панайотис Г.; Дарайо, Кьяра (30 октября 2014 г.). «Дробленные акустические переключатели и логические элементы» . Природные коммуникации . 5 (1): 5311. Бибкод : 2014NatCo...5.5311L . дои : 10.1038/ncomms6311 . ISSN   2041-1723 . ПМИД   25354587 .
  63. ^ Вульф, Дэвид Н.; Кадлец, Эмиль А.; Бетке, Дон; Грин, Альберт Д.; Ноган, Джон Дж.; Седерберг, Джеффри Г.; Брюс Буркель, Д.; Лук, Тин Шань; Шанер, Эрик А.; Хенсли, Джоэл М. (2018). «Высокоэффективное термофотоэлектрическое преобразование энергии, обеспечиваемое селективным излучателем из метаматериала» . Оптика . 5 (2): 213. Бибкод : 2018Оптика...5..213Вт . дои : 10.1364/optica.5.000213 . Проверено 23 июля 2024 г.
  64. ^ Се, Юньсонг; Фань, Синь; Уилсон, Джеффри Д.; Саймонс, Рейни Н.; Чен, Юньпэн; Сяо, Джон К. (9 сентября 2014 г.). «Универсальный адаптер преобразования электромагнитной энергии на основе поглотителя из метаматериала» . Научные отчеты . 4 (1): 6301. arXiv : 1312.0683 . Бибкод : 2014NatSR...4E6301X . дои : 10.1038/srep06301 . ISSN   2045-2322 . ПМЦ   4158331 . ПМИД   25200005 .
  65. ^ Jump up to: а б Барри, Каве; Цзяо, Пэнчэн; Чжан, Цяньюнь; Чен, Цзюнь; Ван, Чжун Линь; Алави, Амир Х. (01 августа 2021 г.). «Многофункциональные наногенераторы из метатрибоматериалов для сбора энергии и активного зондирования» . Нано Энергия 86 : 106074. Бибкод : 2021NEne... 8606074B дои : 10.1016/j.nanoen.2021.106074 . ISSN   2211-2855 . ПМЦ   8423374 . ПМИД   34504740 .
  66. ^ Алави А.Х., Барри К., «Самосознательные композитные механические метаматериалы и способ их изготовления», патент США. № US2022/0011176A1, 2022 г.
  67. ^ Jump up to: а б с Чжан, Цяньюнь; Барри, Цзяо, Пэнчэн; Луо, Цзяньчжэ, Вэньсюань; Ван, Лукин, Йочен; Линь Ван, Чжун; -01). для автономных вычислений» . Материалы сегодня . 65 « Метамеханотроника 78–89. doi : 10.1016/j.mattod.2023.03.026 . ISSN   1369-7021 . S2CID   258230710 .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Mechanical_metamaterial&oldid=1237308222"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 4ee2a211ee66c3342db20b6909d0f29d__1722214680
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/4e/9d/4ee2a211ee66c3342db20b6909d0f29d.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Mechanical metamaterial - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)