Адаптивные материалы, разработанные исследователями из Гарварда, контролируемо меняют свои свойства (например, прозрачность или гидрофобность) в широком диапазоне.

Представьте себе палатку или навес, которые защищают от солнца в жаркий день, но становятся прозрачными и водоотталкивающими, когда начинается дождь. Или контактные линзы, самостоятельно очищающие свою поверхность и подстраивающие оптическую силу под зрение пользователя. Или трубопроводы, способные оптимизировать скорость потока на основании данных о требуемом расходе жидкости и других условиях. Все эти полуфантастические устройства стали на шаг ближе к реальному воплощению благодаря новому типу адаптивных материалов, разработанному в Гарварде.

На создание этих материалов разработчиков вдохновила динамичная, самовосстанавливающаяся природная система — жидкая пленка, покрывающая человеческий глаз. Она сохраняет прозрачность, защищая глаза от пыли и бактерий, и помогает удалить попавший на неё сор буквально в мгновение ока. Её искусственный аналог также представляет собой сплошную жидкую пленку, нанесенную на упругую пористую подложку и проникающую в поры. Любая деформация подложки — например, изгиб или растяжение — изменяет размер пор, что в свою очередь приводит к изменению структуры жидкой пленки.

На основании этой концепции исследователи создали и продемонстрировали материалы, обладающие управляемой смачиваемостью и прозрачностью. В исходном состоянии такой материал прозрачен, а капли стекают по нему свободно. Но стоит только растянуть образец, как его прозрачность заметно падает, снижается и скорость движения капель — вплоть до их полной остановки. Теоретически можно создать материалы, у которых подобным образом регулируется любой параметр, зависящий от рельефа поверхности. А пористая упругая подложка может динамически реагировать на изменение внешних условий — температуры, освещенности, давления, параметров магнитного или электрического поля, присутствия тех или иных химических соединений.

По пресс-релизу Wyss Institute