سیناپرس/ تیمی از پژوهشگران دانشگاه میسوری به سرپرستی گولیانگ هوانگ (Guoliang Huang) بیش از ده سال که در حال بررسی خواص غیر متعارف فرامواد هستند. این مواد جدید، یک نوع ماده مصنوعی محسوب می شوند که خواصی متفاوت از مواد شناخته شده دارند.

محققان موفق به شناسایی ماده ای جدید شدند که قانون نیوتون را به چالش می کشد. این ماده جدید خواصی را نشان می دهد که معمولاً در طبیعت وجود نداشته و مانند سایر مواد همانطور که توسط نیوتن تعریف شده است، عمل نمی کند.

هدف هوانگ از این مطالعه، کمک به کنترل امواج انرژی الاستیک است که از ساختار های بزرگ و فراساختارهای کوچک، عبور می کنند.

هوانگ در این رابطه گفت: سال ‌هاست که روی چالش استفاده از مکانیک ریاضی برای حل مسائل مهندسی کار کرده ‌ام. روش‌ های مرسوم محدودیت ‌های زیادی از جمله اندازه و وزن دارند. بنابراین، در حال بررسی این موضوع بوده ‌ام که چگونه می ‌توانیم راه‌ حل جایگزینی را با استفاده از یک ماده سبک وزن پیدا کنیم که کوچک بوده و در عین حال می ‌تواند لرزش فرکانس پایین ناشی از یک ساختار بزرگ ‌تر، مانند هواپیما را کنترل کند.

در حال حاضر به نظر می رسد، هوانگ یک قدم به هدفش نزدیک تر شده است. در مطالعه جدیدی که در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم (PNAS ) منتشر شده است، هوانگ و همکارانش نمونه اولیه فراماده ای را توسعه داده اند که از سیگنال های الکتریکی برای کنترل جهت و شدت امواج انرژی که از یک ماده جامد عبور می کنند استفاده می کند.

کاربردهای بالقوه طراحی ابتکاری او شامل کاربرد های نظامی و تجاری، مانند کنترل امواج رادار با هدایت آن ها برای اسکن یک منطقه خاص برای یافتن اشیا یا مدیریت ارتعاش ایجاد شده توسط تلاطم هوا از هواپیما های در حال پرواز است.

هوانگ در این رابطه گفت: این فراماده چگالی جرمی عجیبی دارد. بنابراین، نیرو و شتاب های مرتبط با آن در یک جهت نیستند و در نتیجه راهی غیر متعارف برای سفارشی کردن طراحی دینامیک ساختاری یک جسم یا خواصی برای به چالش کشیدن قانون دوم نیوتن در اختیار ما قرار می‌دهند. این اولین درک فیزیکی از چگالی جرمی منحصر به فرد است.به عنوان مثال، این فراماده می تواند برای نظارت بر سلامت سازه های عمرانی مانند پل ها و خطوط لوله به عنوان مبدل های فعال با کمک به شناسایی هرگونه آسیب احتمالی که ممکن است با چشم انسان به سختی قابل مشاهده باشد، مفید باشد.