A rizs rejtett ereje: okos anyaggá alakították a kutatók

Külön említést érdemel, hogy a rizs, amelyet szinte mindenki csak alapvető élelmiszerként ismer, valójában egészen szokatlan módon viselkedik nyomás hatására. Brit és nemzetközi kutatók vizsgálatai szerint a szorosan összepréselt rizsszemek szilárdsága attól függ, milyen gyorsan éri őket külső erőhatás: lassú terhelés alatt erősek maradnak, de hirtelen összenyomva jelentősen veszít a szilárdságából. Ez a váratlan tulajdonság lehetővé tette, hogy a kutatók egy teljesen új, önmagától alkalmazkodó anyagot hozzanak létre, amely külön reagál a lassú terhelésre és a hirtelen ütésekre.

Rizs és a különleges nyomásválasz

Későbbi laboratóriumi kísérletek során derült ki, hogy a rizsben jelentkező „sebességlágyulás” nevű jelenség kifejezetten ritka. A legtöbb anyag annál erősebb, minél gyorsabban terhelik, de a rizs esetében a szemcsék közötti súrlódás gyors mozgásnál hirtelen csökken. Emiatt a rizs belső erőhálózata meggyengül, vagyis gyors ütésre „puhábbá” válik, miközben a lassú terhelést jobban viseli.

Új szemcseanyag születik

Ezt a tulajdonságot kihasználva a kutatók rizsalapú szemcséket vegyítettek olyan anyagokkal, például homokkal, amelyek gyors terhelésnél épphogy megerősödnek. Így keletkezett az úgynevezett metamateriál, amely eltérően viselkedik a különböző terhelési sebességeknél: hajlik vagy megmerevedik, éppen az adott helyzetnek megfelelően, mindezt elektronika, szenzorok és külső irányítás nélkül. A szerkezet tehát teljesen magától, a fizika törvényei alapján automatikusan reagál: gyors behatásra mást tesz, mint lassú terhelésre.

Új távlatok a robotikában és a védőfelszerelésben

A fejlesztés áttörést hozhat az úgynevezett puha robotikában: hagyományos, fémes robotok helyett könnyebb, alkalmazkodóbb, biztonságosabb gépek építhetők ilyen anyagból, amelyek ember közelében vagy bonyolult környezetben is megállják a helyüket, például akár sebészeti segédeszközként. Hasonlóképpen a védőfelszerelések is intelligensen reagálhatnak egy ütés gyorsaságára: a sisak, könyökvédő vagy mellény magától elnyeli, vagy irányítottan elosztja az energiát, így csökkenti a sérülés kockázatát. Mindez külső áramforrás vagy szenzorok nélkül működhet: az anyag „önállóan” alkalmazkodik a környezetéhez.

2026, adminboss, www.sciencedaily.com alapján