Почти как в «Терминаторе-2». Создана технология для роботов, способных распадаться и собираться заново

Обычная кучка канцелярских скобок внезапно подсказала идею для материала будущего. Если скобы переплести между собой, комок держится удивительно крепко, хотя никакого клея там нет. Специалисты из University of Colorado Boulder решили превратить этот простой эффект в полноценную технологию.

В основе лежит не химия, а геометрия. Переплетённые частицы цепляются друг за друга, как ветки в птичьем гнезде или колючки репейника. В лаборатории под руководством Франсуа Бартела создали модели, где прочность возникает именно за счёт формы отдельных элементов. В отличие от песка, у которого гладкие зёрна просто разъезжаются, частицы с изогнутой формой способны буквально сцепляться друг с другом и образовывать прочную структуру без клея.

Чтобы понять, какие формы работают лучше всего, команда смоделировала всё на компьютере. Выяснилось, что простейшие элементы, похожие на скобы с двумя «ножками», дают самый надёжный результат. Такие частицы не складываются в рыхлую кучу, а цепляются и переплетаются в плотную массу, которую трудно разорвать. При этом материал сочетает редкое свойство: он одновременно хорошо выдерживает растяжение и трудно поддаётся повреждениям.

Самое необычное проявляется при вибрации. В отличие от бетона или металла, новый материал можно «включать» и «выключать». Слабые колебания заставляют частицы плотнее сцепляться и образовывать твёрдую конструкцию. Более сильная вибрация, наоборот, быстро заставляет их расплетаться, и масса снова становится рыхлой. Получается нечто среднее между твёрдым телом и сыпучей средой.

Такой подход открывает неожиданные возможности. К примеру, крупные конструкции вроде мостов можно будет не разрушать, а разбирать на части и использовать заново. В робототехнике идея тоже выглядит перспективно: небольшие машины смогут соединяться в единый инструмент, а затем снова разделяться, чтобы пролезть в узкие места. В качестве наглядного сравнения авторы даже вспомнили жидкий металл из фильма Терминатор 2: Судный день. Сейчас команда экспериментирует с более сложными формами частиц, вдохновлёнными цепкими растениями, чтобы частицы сцеплялись ещё крепче.