В автомобилестроении, аэрокосмической отрасли и биомедицине набирают популярность уникальные материалы — ауксетики. В отличие от обычных веществ, они сжимаются при вертикальном давлении, сужаясь в стороны. Например, если пластилин расплющивается, то ауксетики демонстрируют обратную реакцию, открывая новые возможности для инноваций.
Применение в медицине и космосе
Эти материалы способны совершить прорыв в создании «умных» протезов, адаптирующихся к анатомии пациента, или стентов для сосудов. Их структура, напоминающая пчелиные соты, позволяет проектировать конструкции, которые меняют размер при сжатии или расширении. Это делает ауксетики незаменимыми для ортопедии и космических технологий, где важна устойчивость к экстремальным нагрузкам.
Термическое расширение под контролем
Команда ПНИПУ под руководством Анастасии Тарасовой и Михаила Ташкинова исследовала влияние температуры на свойства материалов. Ученые смоделировали цилиндрические ячейки, расположенные перпендикулярно оси, и выяснили: при низком коэффициенте термического расширения структура сжимается, а при высоком — увеличивается. Это открытие позволяет прогнозировать поведение материалов в разных условиях.
Перспективы для промышленности
«Умные» ауксетики могут компенсировать деформации в строительстве, снижать напряжения в двигателях самолетов или улучшать долговечность имплантатов. Их адаптивность особенно ценна для космических аппаратов, где перепады температуры достигают критических значений. Исследования Пермского Политеха помогают создавать материалы, которые «подстраиваются» под внешние воздействия.
Новые горизонты инженерии
Работа ученых дополнила мировую базу данных о термомеханических свойствах ауксетиков. Это ускорит внедрение инновационных решений в областях, где требуются материалы с программируемой реакцией. Благодаря исследованиям ПНИПУ инженеры смогут точнее проектировать конструкции для энергетики, робототехники и медицинского оборудования.
