(Phys.org) —Un trío de investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe en Alemania y la Université de Bourgogne Franche-Comté en Francia ha desarrollado un metamaterial que gira hacia la derecha o hacia la izquierda en respuesta a una recta, empuje sólido. En su artículo publicado en la revista Ciencias , Tobias Frenzel, Muamer Kadic, y Martin Wegener describen cómo se les ocurrió el metamaterial y ofrecen algunas ideas sobre las formas en que podría utilizarse. Corentin Coulais, de la Universidad de Ámsterdam, ofrece un artículo en perspectiva sobre el trabajo realizado por el equipo (y algunos antecedentes sobre cómo la elasticidad lineal se aplica a todos los materiales y la base de la mecánica sólida) en el mismo número de la revista.

Con materiales normales, ya sea natural o artificial, la aplicación de una fuerza lineal normalmente hace que el material se expanda en ángulo recto con respecto a la fuerza aplicada. En este nuevo esfuerzo, el trío de investigación ha creado un metamaterial que, en cambio, gira hacia la derecha o hacia la izquierda.

Para crear tal material, los investigadores utilizaron modelos numéricos para llegar a una forma cúbica de una unidad de celda; cuando dichas unidades se configuraban juntas, el equipo encontró, se retorcían cuando se aplicaba una fuerza. Para probar su modelo, el equipo imprimió una estructura real utilizando un láser 3-D. Cada celda, las notas del equipo, se hizo con anillos en sus caras que llevaron a un efecto de rotación, con las esquinas de la celda tirando hacia atrás a su alrededor. Las pruebas mostraron que el metamaterial podría deformarse a una tasa de más del 2 por ciento por porcentaje de acortamiento.

Los investigadores encontraron que hacer las células más pequeñas y usar una mayor cantidad de ellas para crear una estructura del mismo tamaño resultó en un aumento de la rigidez y una menor cantidad de torsión. Esta, ellos notan, se encuentra en marcado contraste con la forma en que los materiales se comportan normalmente bajo la mecánica continua clásica, donde no habría torsión y el grado de rigidez normalmente sería independiente de la escala. Señalan además que un metamaterial con propiedades de torsión podría prestarse a una amplia variedad de aplicaciones ópticas, como en dispositivos que guían campos de fuerza u otros tipos de ondas alrededor de un obstáculo.

© 2017 Tech Xplore