Cuando se hace un material, normalmente no puede cambiar si ese material es duro o blando. Pero un grupo de investigadores de la Universidad de Michigan ha desarrollado una nueva forma de diseñar un "metamaterial" que permite que el material cambie entre ser duro y blando sin dañar o alterar el material en sí.

Los metamateriales son materiales artificiales que obtienen sus propiedades; en este caso, si un material es duro o blando, por la forma en que está construido más que por el material que lo construye. Esto permite a los investigadores manipular la estructura de un metamaterial para hacer que el material exhiba una determinada propiedad.

En el estudio del grupo, publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza , Los investigadores de la U-M descubrieron una forma de componer un metamaterial que se puede manipular fácilmente para aumentar la rigidez de su superficie en órdenes de magnitud:la diferencia entre el caucho y el acero.

Dado que estas propiedades están "protegidas topológicamente, "lo que significa que las propiedades del material provienen de su estructura total, se mantienen fácilmente incluso cuando el material cambia repetidamente entre sus estados duro y blando.

"El aspecto novedoso de este metamaterial es que su superficie puede cambiar entre dura y blanda, "dijo Xiaoming Mao, profesor asistente de física. "Generalmente, es difícil cambiar la rigidez de un material tradicional. Es duro o blando después de fabricar el material ".

Por ejemplo, un empaste dental no se puede cambiar después de que el dentista ha colocado el empaste sin causar estrés, ya sea mediante taladrado o esmerilado, al relleno original. Una cuerda de guitarra no se puede tensar sin poner tensión en la cuerda misma, según Mao.

Mao dice que la forma en que un objeto entra en contacto con el borde del metamaterial cambia la geometría de la estructura del material, y, por tanto, cómo responde el material a la tensión en el borde. Pero la protección topológica del metamaterial permite que el interior del metamaterial permanezca libre de daños.

El material podría usarse algún día para construir automóviles o sistemas de lanzamiento de cohetes. En los coches el material podría ayudar a absorber los impactos de un choque.

"Cuando conduces un coche, quieres que el coche esté rígido y soporte una carga, "Dijo Mao." Durante una colisión, desea que los componentes se vuelvan más blandos para absorber la energía de la colisión y proteger al pasajero en el automóvil ".

Los investigadores también sugieren que el material podría usarse para fabricar neumáticos de bicicleta que podrían autoajustarse para andar más fácilmente en superficies blandas como arena. o para hacer resistente a los daños, cohetes reutilizables.