Если вы потянете резиновый предмет, он растянется, а вдруг сожмёте, то и он сделает то же самое. Не глядя на то, что на упомянутых выше изделиях это видно лучше, такие характеристики имеется у подавляющего большинства материалов…
…Но не у всех: в две тыщи двенадцать году наконец было экспериментально реализовано состояние материала с отрицательной сжимаемостью.
Тогда метаматериал впервой удалось вынудить вести себя обратным образом: сжиматься при растягивающем упрочнении и растягиваться при сжимающем.
актин и Миозин в своем сотрудничестве могут временно обходиться без расхода АТФ, реагируя на нагрузку только за счёт необычной отрицательной сжимаемости.
Также экспериментально было продемонстрировано, что мышцы показывают самоорганизованную критичность полосы, соответствующую и метаматериалам с отрицательной жёсткостью, которые стабилизировались с помощью адаптивного контролера с ограниченной памятью.
Как заключили учёные, такое поведение позвано фолдингом (сворачиванием белка в третичную структуру) и оборотным фолдингу процессом, проходящим с модификациями миозина без обычного для их расщепления АТФ. Вместе с этим мышцы по большей части трудились неподалеку от критичной точки, демонстрируя синхронизированное поведение на микроуровне.
Сходно вели себя и приобретенные в прошедшем сезоне метаматериалы с отрицательный жёсткостью, характеристики которых обоснованы не столько параметрами составляющих их частей, сколько искусственно организованной повторяющейся структурой. Выделим слово искусственно: предполагалось, что в естественных критериях метаматериалы показаться не могут, так как создание повторяющейся структуры довольно трудно, и человеческое материаловедение только не так издавна обучилось управляться с ним.
На данный момент же характеристики метаматериалов были характерны материалам донельзя природным мускулам российского тела.
В опытах было распознано, что не считая этого поперечно-полосатая мускула напрягает и расслабляет собственные составляющие не потому что знакомые нам умные материалы, а вся слету, приобретая высокосинхронизированное упрочнение при относительно малых затратах энергии.
За этим коллективным поведением мышечных частей подобающа находиться какая-то внутренняя архитектура, в какой сотрудничества на большенных расстояниях властвуют над сотрудничеством на малых расстояниях.
На наномасштабах, говорят французы, сотрудничество в мышцах работает наподобие магнетизма, а критичная точка, в какой мышцы трудятся идеальнее всего, в данном случае есть прямым аналогом ферромагнитной точки Кюри.
Учёные во главе с Маттье Карюэлем (Matthieu Caruel) из Политехнической школы в Палезо (Франция) выпустили работу, что может пару переопределить российскее осознание метаматериалов.
Совершив широкие исследования скелетных мускул человека, они сообразили, что их работа организована не потому что представлялось.
Как мы знаем, что мускула ведёт себя инициативно в периоды до 30 мс и пассивно порядка один мс. На пассивных отрезках она горазда на пару поразительных феноменов, также на отрицательную жёсткость, считают создатели.
Свойство это проявляется тогда, когда очень сокращённая мускула (в тетаническом скажем, в конвульсивном состоянии) внезапно расширяется, становясь наименее напряжённой, а в то время как она внезапно миниатюризируется, то становится тугой без внедрения АТФ традиционного горючего, используемого мышечной тканью чтоб получить энергию.
Представьте для себя, что вы давите на подушку, а она внезапно вспучивается потому в той точке, на которую вы жмёте, это, грубо говоря, и имеется отрицательная жёсткость.
Не глядя на то, что исследования мускул ведутся в дальнем прошедшем и активно, наличие у их особенностей метаматериалов до сего времени не замечалось наукой. (Здесь и ниже иллюстрации Rob Phillips, Wikimedia Commons.)
По всей видимости, это показывает, что, предсказав метаматериалы на теоретическом уровне, а позже и создав их, население земли наконец подошло к тому моменту, в каком сообразило, что те же метаматериалы трудятся в… человеческих мышцах.
Увидим, что ранее потому новинки с отрицательной жёсткостью предлагались в качестве кандидата на ненатуральные мышцы для робототехники также броню грядущего при попадании пули в бронежилет из такового гипотетичного материала противодействие в точке контакта возможно окажется выше, чем личная энергия пули.
Похоже, противоестественное на самом деле выяснилось бионическим.
Источник: phys.org