1, 000年前の幾何学的設計は、いつか新しい医療技術や高度な衛星を構築するために使用されるかもしれない未来的な素材の作成に役立つ可能性があります。 今週のアメリカ物理学会の3月の会議でのプレゼンテーションで、マギル大学の科学者グループが、新しい方法で拡大するイスラム美術を利用した新しい種類の資料を発表しました。
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綿からゴムまで、ほとんどの素材では、一方向に引っ張ると別の方向に収縮し、元の形状を失います。 これは、材料を引き伸ばすと、その幾何学的な部分構造が変わる可能性があるためです。 輪ゴムのようなものが引っ張られると、その張力がゴムを引き伸ばし、その過程でゴムを薄くします。 しかし、マギル大学の研究者であるアフマド・ラフサンジャニとダミアーノ・パシーニは、特定のパターンを素材に統合することで、一方向に引き伸ばすと薄くなるのではなく実際に広くなることを発見した、とジョナサン・ウェッブはBBCに報告しています。
「従来の資料では、一方向に引っ張ると、他の方向に収縮します」とラフサンジャニはプレゼンテーションで述べました。 「しかし、「オーセチック」素材では、内部構造により、一方向に引っ張ると横方向に拡張します。」
オーセチックマテリアルは、「メタマテリアル」と呼ばれるものの1つの例です。つまり、自然には存在しない特性を与えるように設計されたマテリアルです。 近年、エンジニアは、物体がレーダーから見えないようにすることができるシリコーン層で作られた「メタスキン」や、実際に光のように電磁放射を曲げることができる「不可視マント」など、あらゆる種類の奇妙な特性を持つメタマテリアルを作成する可能性を探ってきました。 Auxeticメタマテリアルは、伸ばされるとあらゆる方向に拡張し、すぐに元の小さな形状に戻る能力を持っています、とShannon HallはNew Scientistに報告しています。
イランの1, 000年前のカラカン墓塔で見つかった2つのパターン。 （アフマド・ラフサンジャニとダミアーノ・パシーニ/マギル大学） ラフサンジャニとパシーニは、古代イランの墓によって建てられた1、000年前の塔に見られる一連のデザインに出会ったとき、伸縮性のあるメタマテリアルを作成するのに役立つ幾何学的デザインを探していました。
「イスラムのモチーフを見ると、幾何学の巨大なライブラリがあります」とラフサンジャニはプレゼンテーションの中で語った。 「これら2つの塔の壁には、テッセレーションと渦巻き模様の約70の異なるアーキテクチャがあります。」
2人の研究者は、レーザーカッターを使用してこれらの幾何学的なデザインの2つをゴムシートにカットすると、Hoberman Sphereと同様に、シートを引っ張ると拡大し、押すと縮小することを発見しました。
デザイン自体は美しいものですが、助けを借りずに両方のフォームを保持できるという点でユニークです。 他の「双安定」メタマテリアルは過去に説明されていますが、Webbが報告しているように、それらは主に複雑な折り紙のような折り目を必要とし、多くは拡張状態を維持するのに苦労しています。 ラフサンジャニ氏によると、これらの設計は、新しいステントの設計から、静脈や動脈を新しい種類の衛星や太陽電池パネルの展開に開放するまでのあらゆるものに組み込むことができるという。
「これらの設計は製造が簡単です。必要なのはレーザーカッターだけです」とRafsanjaniは言いました。
