Los diseños geométricos que datan de 1, 000 años podrían ayudar a crear materiales futuristas que algún día podrían usarse para construir nuevas tecnologías médicas y satélites avanzados por igual. En una presentación a principios de esta semana en la reunión de marzo de la American Physical Society, un grupo de científicos de la Universidad McGill reveló un nuevo tipo de material que se basa en el arte islámico para extenderse de nuevas maneras.
contenido relacionado
- Los científicos se acercan a crear una capa de invisibilidad
Para la mayoría de los materiales, desde el algodón hasta el caucho, tirar de ellos en una dirección los hace contraer en otra, perdiendo su forma original. Esto se debe a que estirar un material puede alterar su subestructura geométrica. Cuando se tira de algo así como una banda de goma, esa tensión estira la goma, haciéndola más delgada en el proceso. Pero los investigadores de la Universidad McGill Ahmad Rafsanjani y Damiano Pasini han descubierto que al integrar ciertos patrones en un material, en realidad puede ensancharse en lugar de adelgazarse cuando se estira en una dirección, informa Jonathan Webb para la BBC .
"En los materiales convencionales, cuando se tira en una dirección se contraerá en otras direcciones", dijo Rafsanjani en una presentación. "Pero con los materiales 'auxéticos', debido a su arquitectura interna, cuando se tira en una dirección, se expanden en la dirección lateral".
Los materiales auxiliares son un ejemplo de algo llamado "metamaterial", materiales diseñados para darles propiedades que no existen naturalmente en la naturaleza. En los últimos años, los ingenieros han explorado la posibilidad de crear metamateriales con todo tipo de propiedades extrañas, como "meta-piel" hecha de capas de silicona que pueden hacer que los objetos sean invisibles al radar o "capas de invisibilidad" que en realidad pueden doblar la radiación electromagnética como la luz. Los metamateriales auxiliares tienen la capacidad de expandirse en todas las direcciones cuando se estiran y volver a su forma más pequeña, informa Shannon Hall para el New Scientist .
Dos patrones encontrados en las torres de la tumba Karraqan de 1, 000 años de antigüedad en Irán. (Ahmad Rafsanjani y Damiano Pasini / Universidad McGill) Rafsanjani y Pasini estaban buscando diseños geométricos que pudieran ayudar a crear metamateriales elásticos cuando se encontraron con un conjunto de diseños encontrados en un par de torres de 1, 000 años construidas por antiguas tumbas iraníes.
"Cuando miras los motivos islámicos, hay una gran biblioteca de geometrías", dijo Rafsanjani durante una presentación. "En las paredes de estas dos torres, puedes encontrar alrededor de 70 arquitecturas diferentes: mosaicos y patrones en espiral".
Los dos investigadores descubrieron que cuando cortan dos de estos diseños geométricos en láminas de goma con un cortador láser, las láminas pueden expandirse cuando se tiran y encogerse cuando se empujan, de forma similar a una Esfera Hoberman.
Si bien los diseños son hermosos en sí mismos, son únicos en el sentido de que pueden contener ambas formas sin ayuda. Otros metamateriales "biestables" se han descrito en el pasado, pero como informa Webb, en su mayoría requieren pliegues complejos, similares a los origami, y muchos tienen dificultades para mantener su estado expandido. Rafsanjani dice que estos diseños podrían incorporarse en todo, desde el diseño de nuevos stents para mantener las venas o arterias abiertas a nuevos tipos de satélites o desplegar paneles solares.
"Estos diseños son más fáciles de fabricar; todo lo que necesita es un cortador láser", dijo Rafsanjani.
