Исследователи из Пенсильванского университета и ВВС США создали мягкий механический метаматериал, который осознает, что на него воздействуют, а также реагирует с помощью запрограммированных реакций.

Мы создали мягкий механический метаматериал с гибкими проводящими полимерными сетями. В нашей статье мы рассказываем о том, как можно программировать материалы. 

Райан Харн, доцент по развитию карьеры Джеймса Ф. Уилла, штат Пенсильвания 

Человеческие мыслительные процессы основаны на законах, отмечает Харн, которые похожи на булеву логику из математики. Этот подход использует двоичные знаки для обработки информации.

Мягкие материалы, созданные авторыми новой работы, мыслят подобным образом: они используют реконфигурацию проводящих полимерных сетей.  Используя входное низкое напряжение для материалов, авторы создали метод реакции на происходящее вокруг для метаматериала. 

Тип логики, который использует Харн и его команда, выходит за рамки чисто механической логики, где используют двоичную комбинацию бистабильных переключателей. 

Для того, чтобы обработать все логические элементы, нужно совместить электрическую полимерную сеть с мягким, деформируемым материалом. 

Сочетание электрических и механических сигналов позволяет материалу двигаться в нужном направлении. 

VR-симулятор заставляет пользователя ощущать движение, даже если он сидит

Ученые создали платформу, которая воспроизводит ощущение ходьбы в виртуальной реальности. При этом пользователь неподвижно сидит на стуле.

Несмотря на то, что технология виртуальной реальности (VR) стала более доступной, чем когда-либо, разработчикам еще предстоит достичь ощущения полного погружения в цифровой мир. Одна из самых больших проблем — заставить пользователя почувствовать, что он идет.

Исследователи из Технологического университета Тоёхаси и Токийского университета в Японии создали платформу, которая призвана воспроизвести ощущение ходьбы в виртуальной реальности. Подробности о разработке публикует журнал Frontiers in Virtual Reality.

«Ходьба — это фундаментальное и увлекательное занятие для человека в повседневной жизни. Поэтому очень важно обеспечить качественную прогулку в пространстве виртуальной реальности», — объясняет Юсуке Мацуда. Он доцент кафедры компьютерных наук и инженерии Технологического университета Тоёхаси и автор статьи.

«Мы полагаем, что общественность также, скорее всего, заинтересуется этим исследованием, в котором сочетаются ходьба и опыт виртуальной реальности, спрос на которое быстро растет из-за пандемии COVID-19», — добавляет он.

Целью исследования было выяснить, может ли аватар передать ощущение ходьбы в виртуальной среде через оптические потоки и ритмичные потоки вибраций стопы.

Когда участник перемещает свой цифровой аватар, платформа синхронизируется с этими движениями, чтобы пользователь «почувствовал, как будто аватар, состоящий только из рук и ног, является его собственным телом», пишут исследователи. Ученые протестировали новую платформу на 40 участниках.

Сидя на табурете, каждый испытуемый был подключен к 4 вибропреобразователям, сделанным из алюминиевых пружин и деревянных пластин, прикрепленных к ногам. Когда аватар двигался, подушечки на ногах вибрировали, повторяя движение персонажа.

Чтобы исключить звук вибрационной системы, участники были в наушниках, излучающих белый шум. Затем они прошли по виртуальному коридору, который состоял из текстурированного пола и боковых стен, сделанных из дерева, с зеркалами, равномерно распределенными по обе стороны от пути их аватара.

Исследователи заявили, что невозможность увидеть свой аватар оказала значительное влияние на восприятие человеком ходьбы, когда он сидит неподвижно. Однако включение зеркальных отражений помогло добиться нужного эффекта.

Ученые создали из табачной и кукурузной шелухи промышленный материал

Исследователи превратили растения в ценный промышленный материал карбид кремния (SiC).

Ученые из Института Солка преобразовали табачную и кукурузную шелуху в карбид кремния.

Исследование предлагает очень тщательный учет того, как производится карбид кремния и сколько атомов углерода извлекается при его производстве из атмосферы. Благодаря этим знаниям можно изменить конкретную роль растений в снижении выбросов парниковых газов, а также превращать промышленный побочный продукт, CO₂, в ценные материалы. 

SiC, также известный как карборунд, — это сверхтвердый материал, который используют в керамике, наждачной бумаге, полупроводниках и светодиодах.

Команда Солка использовала ранее описанный метод преобразования растительного материала в карбид кремния в три этапа. Сначала исследователи выращивали табак. Затем они заморозили и измельчили собранные растения в порошок и обработали его несколькими химическими веществами, включая кремнийсодержащее соединение. На третьем и заключительном этапе порошкообразные затвердели, и из них уже можно было получать SiC: в этом процессе материал нагревался до 1 600 градусов Цельсия.

Самым полезным было то, что мы смогли продемонстрировать, сколько углерода можно выделить из сельскохозяйственных отходов, таких как кукурузная шелуха, так как обычно его добывают из ископаемого топлива. 

Сюзанна Томас, первый автор и научный сотрудник Salk 

Исследователи подсчитали, что для получения 1,8 г SiC требуется около 177 кВт*ч энергии, причем большая часть этой энергии, 70%, используется для печи на стадии окаменения. Авторы отмечают, что современные производственные процессы для НИЦ несут сопоставимые энергетические затраты. Новая технология является углеродно-нейтральной, и в этом ее преимущество, считают авторы. 

Новый сверхпрочный материал создали ученые (видео)

Исследователи из Даремского университета в Великобритании и Института Фраунгофера в Германии представили первый в мире материал, который невозможно разрезать, передает Tengrinews.kz со ссылкой на New Atlas.

Материал назвали "протей". В нем используются керамические сферы в ячеистой алюминиевой структуре. Такая смесь мешает сверлам и подобным предметам воздействовать на них. При распиливании материал испускает специальные волны, которые мешают работе инструмента.  

На видео, опубликованном New Atlas, видно, что угловая шлифовальная машина может воздействовать только на верхний слой пластины протея. Но как только она достигает встроенных керамических сфер, исходящие волны притупляют острые края инструмента, а затем мелкие частицы керамической пыли начинают заполнять промежутки в структуре металла. 

Отмечается, что плотность материала составляет всего 15 процентов от плотности стали. Более того, исследователи уверяют, что их разработка также эффективна против водоструйных резаков высокого давления. 

По словам исследователей, при создании материала они вдохновлялись кожурой грейпфрута и прочными, устойчивыми к разрушению раковинами моллюсков. 

В настоящее время патент находится на рассмотрении, и исследовательская группа ищет партнеров для производителей, чтобы вывести материал на рынок.