კოლორადოს უნივერსიტეტის (CU Boulder) ინჟინრებმა შეიმუშავეს მასალა, რომელიც ერთი შეხედვით ჩვეულებრივ საგანს ჰგავს, თუმცა მისი ქცევა მეცნიერებისთვისაც კი გასაოცარია. მასალას შეუძლია წამებში იქცეს მყარ სტრუქტურად და ანალოგიური სისწრაფით დაიშალოს ცალკეულ ნაწილებად.

კვლევის შთაგონების წყარო სტეპლერის სკოჩების მჭიდრო შეკვრა გახდა. მიუხედავად იმისა, რომ ეს მასალა მრავალი ცალკეული ნაწილისგან შედგება, მათი ერთმანეთში გადახლართვის შედეგად მიღებული მასა იქცევა როგორც ერთიანი, მყარი ობიექტი. თუმცა, საჭირო ვიბრაციის ზემოქმედებით, ეს კავშირი იმავე სისწრაფით იშლება.

პროფესორ ფრანსუა ბარტელატის ხელმძღვანელობით, მეცნიერები მუშაობენ გეომეტრიულად დაპროექტებულ ნაწილაკებზე, რომლებიც სტეპლერის სკოჩების მსგავსად ებმებიან ერთმანეთს. მათი მიზანია შექმნან მასალა, რომელიც იქნება მყარი, ადაპტირებადი და რაც მთავარია — სრულად გადამუშავებადი.

როგორ მუშაობს „გადახლართული“ ნაწილაკები

კვლევა ეფუძნება ფიზიკურ ფენომენს, რომელსაც „გადახლართულობას“ (entanglement) უწოდებენ. ბუნებაში ამის მაგალითი ბევრია, მათ შორის ჩიტების ბუდეები ან ადამიანის ძვლების სტრუქტურა, სადაც მყარი მინერალები და რბილი ცილები ერთმანეთთან მჭიდრო კავშირშია.

მკვლევრებმა დაადგინეს, რომ გადამწყვეტი ფაქტორი ნაწილაკების ფორმაა. როგორც დოქტორანტი იუჰან სონი აღნიშნავს, ქვიშის მარცვლები გლუვი და ამოზნექილია, ამიტომ ისინი ვერ ებმებიან ერთმანეთს. თუმცა, თუ მათ ფორმას შევცვლით, ნაწილაკების მექანიკური თვისებები რადიკალურად იცვლება.

მონტე-კარლოს სიმულაციების გამოყენებით, გუნდმა დაადგინა, რომ ყველაზე ეფექტური შედეგი „ორფეხა“ ნაწილაკებმა, ანუ სტეპლერის სკოჩის მსგავსმა ფორმებმა აჩვენეს. ასეთ სტრუქტურას შეუძლია ერთდროულად იყოს როგორც მყარი, ისე ელასტიური.

პოტენციური გამოყენება მშენებლობასა და რობოტიკაში

მკვლევრები მიიჩნევენ, რომ ამ ტექნოლოგიას გრძელვადიანი სარგებლის მოტანა შეუძლია სამშენებლო სექტორისთვის. სამომავლოდ, ხიდები და შენობები შესაძლოა აშენდეს ისეთი მასალით, რომლის დაშლა დემონტაჟის გარეშე იქნება შესაძლებელი, რაც მასალების ხელმეორედ გამოყენებას გაამარტივებს.

რობოტიკის სფეროში ეს ტექნოლოგია „გუნდური რობოტიკის“ (swarm robotics) განვითარებას შეუწყობს ხელს. პატარა რობოტებს შეეძლებათ ერთმანეთთან გადახლართვით შეასრულონ რთული დავალება, ხოლო მისი დასრულების შემდეგ კვლავ განცალკევდნენ. ეს კონცეფცია გარკვეულწილად წააგავს ფილმ „ტერმინატორი 2“-ის თხევადი ლითონის რობოტს, რომელიც ფორმას იცვლის.

ამჟამად გუნდი მუშაობს ნაწილაკების ახალ დიზაინზე, რომელიც ბუნებაში არსებული ეკლის მსგავსად კიდევ უფრო მჭიდროდ და მყარად დაკავშირების საშუალებას მისცემს მათ.