{"id":27749,"date":"2012-05-31T09:33:44","date_gmt":"2012-05-31T06:33:44","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=27749"},"modified":"2012-05-31T09:33:44","modified_gmt":"2012-05-31T06:33:44","slug":"aine-mis-kahaneb-venitamisel","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=27749","title":{"rendered":"Aine, mis kahaneb venitamisel"},"content":{"rendered":"

Uued metaained, mis kahanevad pinge all ja paisuvad kokkusurumisel, v\u00f5ivad peagi saada reaalsuseks t\u00e4nu USA teadlaste tehtud teoreetilisele t\u00f6\u00f6le.\u00a0 Uurijad v\u00e4idavad, et aineid, mis esmapilgul paistavad rikkuvat f\u00fc\u00fcsikaseadusi, v\u00f5ib olla v\u00f5imalik toota hetkel k\u00e4ttesaadava tehnoloogia abil.<\/strong><\/p>\n

Metaained on s\u00fcnteetilised ained, mida kavandatakse tihti looduses mitteesinevate omadustega. M\u00f5nedel k\u00f5ige tuttavamatel neist on veidrad optilised omadused, n\u00e4iteks negatiivne murdumisn\u00e4itaja, ning neid on kasutatud n\u00e4htamatuse \u201ekeepide\u201c valmistamisel. Hiljuti on teadust\u00f6\u00f6 olnud suunatud eksootiliste mehaaniliste omadustega metaainete kavandamisele, mis vastavad neile avaldatud j\u00f5ule ootamatult. N\u00e4iteks on toodetud vahte, mis muutuvad venitamisel paksemaks, mitte \u00f5hemaks, kirjutab Physicsworld.com<\/a>.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Illustreeriv pilt kummalisest k\u00fchmust metaainest keeglirajal. Pilt: Physicsworld.com<\/p><\/div>\n

Ebastabiilne tasakaal<\/strong><\/p>\n

Erilise huvi all on negatiivse kokkusurutavusega metaainete tootmise v\u00f5imalikkus. Seesugused ained kahaneksid pinge all ja paisuksid kokkusurumisel. M\u00f5ned ained juba k\u00e4ituvad sellisel viisil, vastusena kiirelt varieeruvale sinusoidsele j\u00f5ule. See on ajalise viivituse tulemuseks avaldatud j\u00f5u ja selle t\u00f5ttu tekkiva moondumise vahel. Siiski on oletatud, et on v\u00f5imalik valmistada aine, mis vastab sel viisil p\u00fcsivale j\u00f5ule, sest selline aine peaks eksisteerima ebastabiilse tasakaalu korral.<\/p>\n

Kui v\u00f5tta m\u00f5nest tavalisest ainest varras ning sellele survet avaldada, venib aine v\u00e4hesel m\u00e4\u00e4ral ja avaldab pinge tasakaalustamiseks taastusj\u00f5udu. Tulemuseks on uus tasakaaluseisund. Sarnaselt l\u00fcheneb varras kokkusurumise t\u00f5ttu, avaldab taastusj\u00f5udu ja saavutab tasakaalu. Kui aga avaldada survet \u201enegatiivse kokkusurutavusega\u201c ainele, kahaneb aine v\u00e4hesel m\u00e4\u00e4ral. Selle t\u00f5ttu t\u00f5useb pinge ning aine kahaneb veelgi. Loogilise tagaj\u00e4rjena p\u00f5hjustaks isegi kerge avaldatud pinge seesuguse aine kokkuvarisemise ning kerge avaldatud surve t\u00f5ttu see aine plahvataks. On selge, et selline aine ei saa eksisteerida.<\/p>\n

Kuid n\u00fc\u00fcd leidsid Zachary Nicolaou<\/strong> ja Adilson Motter<\/strong> Northwesterni \u00dclikoolist siinkohal v\u00e4ikese vingerdamisruumi, milles selline aine saaks eksisteerida. Samal ajal kui teadlased tunnustavad aine p\u00fcsiva negatiivse kokkusurutavuse v\u00f5imatust, usuvad nad, et peaks olema v\u00f5imalik toota teatud piirini negatiivse kokkusurutavusega ainet. Selline aine v\u00f5imaldaks n\u00e4iteks turvav\u00f6\u00f6del kokku t\u00f5mbuda, kui juhtub auto\u00f5nnetus. Selle saavutamiseks tuleks kavandada kahe metastabiilse struktuurilise koostisega aine, kusjuures \u00fcks peab olema teisest kompaktsem. Soovitud vastus ilmneks siis, kui aine \u201eh\u00fcppaks\u201c kompaktsemasse seisundisse, kui pinget t\u00f5stetakse \u00fcle kindla v\u00e4\u00e4rtuse. Nendest veidratest tingimustest hoolimata kasutasid uurijad molekulaard\u00fcnaamika simulatsioone ja tuvastasid, et selliste ainete olemasolu on t\u00f5epoolest f\u00fc\u00fcsiliselt m\u00f5eldav.<\/p>\n

Paralleel liiklusega<\/strong><\/p>\n

Motter on ekspert keerukate s\u00fcsteemide ja v\u00f5rgustike f\u00fc\u00fcsika alal. Ta toob siinkohal paralleeli kuulsa paradoksiga liikluse korraldamisel \u2013 vahepealse tee eemaldamine v\u00f5ib ummikuid isegi v\u00e4hendada, sest liiklus jaguneb \u00fchtlasemalt allesj\u00e4\u00e4nud teedel ning liiklusmuster muutub \u201eseeriast\u201c \u201eparalleelseks\u201c. \u201eSee on meie uuritava s\u00fcsteemiga analoogne,\u201c selgitas Motter ja j\u00e4tkas: \u201eSeda aga senikaua, kui ainel on kuni neli koostisosa. Pinge avaldamisel eralduvad sisemised osakesed teineteisest \u2013 justkui l\u00f5hkudes nendevahelise sideme. Selle t\u00f5ttu kinnituvad v\u00e4limised osakesed tugevamalt teineteisega, muutudes p\u00f5him\u00f5tteliselt seeria-paigutusest paralleelseks. Seega t\u00f5mbuks aine kokku.\u201c<\/p>\n

Selline on teadlaste teooria, kuid Motter usub, et sellist ainet on ka tegelikkuses v\u00f5imalik valmistada. \u201eK\u00f5ige otsesem l\u00e4henemine oleks vedrutaolise k\u00e4itumisega elementide, n\u00e4iteks kummi kasutamine,\u201c v\u00e4idab ta. \u201eS\u00f5ltuvalt v\u00e4ikeste kummit\u00fckkide kokkusobitamise viisist on v\u00f5imalik saada aine, mis k\u00e4itub just nii, nagu me siin v\u00e4lja oleme pakkunud.\u201c<\/p>\n

\u201eHuvitavad rakendused\u201c<\/strong><\/p>\n

Nanoteadlane Ping Sheng<\/strong> Hong Kongi \u00dclikoolist, kelle uurimust\u00f6\u00f6 grupp on v\u00e4lja arendanud negatiivse kokkusurutavuse omadusega aineid vastusena sinusoidsetele j\u00f5ududele, v\u00e4idab j\u00e4rgmist: \u201eSelle t\u00f6\u00f6 uudne idee seisneb selles, et teadlased pakuvad v\u00e4lja negatiivse kokkusurutavuse nullsagedusel, see t\u00e4hendab stabiilsel j\u00f5u avaldamisel. Niisugune s\u00fcsteem v\u00f5ib siiski olla stabiilne, sest see h\u00f5lmaks talletatud energiat. Ma oleksin v\u00e4ga huvitatud v\u00e4ljapakutu f\u00fc\u00fcsilise realisatsiooni n\u00e4gemisest. Sellel v\u00f5ib t\u00f5epoolest olla huvitavaid rakendusi.\u201c<\/p>\n

Allikas<\/a><\/p>\n

Teadusartikkel:\u00a0\u201eMechanical metamaterials with negative compressibility transitions<\/a>\u201d<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Uued metaained, mis kahanevad pinge all ja paisuvad kokkusurumisel, v\u00f5ivad peagi saada reaalsuseks t\u00e4nu USA teadlaste tehtud teoreetilisele t\u00f6\u00f6le.\u00a0 Uurijad v\u00e4idavad, et aineid, mis esmapilgul paistavad rikkuvat f\u00fc\u00fcsikaseadusi, v\u00f5ib olla v\u00f5imalik toota hetkel k\u00e4ttesaadava tehnoloogia abil. Metaained on s\u00fcnteetilised ained, mida kavandatakse tihti looduses mitteesinevate omadustega. M\u00f5nedel k\u00f5ige tuttavamatel neist on veidrad optilised omadused, n\u00e4iteks […]<\/p>\n","protected":false},"author":448,"featured_media":27750,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[110],"class_list":{"0":"post-27749","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-teadusuudis","8":"tag-materjal","9":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/27749","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/448"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=27749"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/27749\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/27750"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=27749"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=27749"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=27749"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}