智能材料原型挑战牛顿运动定律

10多年来，密苏里大学Huber和Helen Croft工程学Guooliang Huang一直在研究“超材料”的非常规特性 - 一种人造材料，表现出牛顿运动定律定义的自然界中不常见的特性 - 在他长期追求设计理想的超材料。

黄的目标是帮助控制穿过较大结构(例如飞机)的“弹性”能量波，而没有光和小的“元结构”。

“多年来，我一直在研究如何使用数学力学来解决工程问题的挑战，”黄说。“传统方法有很多局限性，包括尺寸和重量。因此，我一直在探索如何找到替代解决方案，使用轻质材料，这种材料很小，但仍然可以控制来自较大结构(如飞机)的低频振动。

现在，黄炜离他的目标又近了一步。在发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究中，Huang及其同事开发了一种原型超材料，该超材料使用电信号来控制通过固体材料的能量波的方向和强度。

他的创新设计的潜在应用包括和商业用途，例如通过指示雷达波扫描特定区域的物体或管理飞行中飞机的空气湍流产生的振动来控制雷达波。

“这种超材料的质量密度奇数，”黄说。“因此，力和加速度不会朝着同一个方向发展，从而为我们提供了一种非常规的方式来定制物体结构动力学的设计，或者挑战牛顿第二定律的属性。

这是奇数质量密度的首次物理实现，黄说。

“例如，这种超材料可能有助于监测桥梁和管道等土木结构的健康状况，通过帮助识别人眼可能难以看到的任何潜在损伤。

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