Группа физиков из США под руководством Цимин Вана (Qiming Wang) из Университета Южной Калифорнии и Николаса Фана (Nicholas X. Fang) из Массачусетского технологического института продемонстрировала новый материал, обладающий весьма полезным для ряда областей техники свойством. Звездообразные объекты, размером около пяти миллиметров, при нагревании не расширяются, а сжимаются.
Хотя большинство тел увеличивает свой объем при повышении температуры, даже в природе существуют материалы, обладающие, как говорят физики, отрицательным коэффициентом теплового расширения. В очень узком диапазоне температур (от 0 до +3,984 °С) этим свойством обладает даже обычная вода.
«Звездочки» сделаны из двух материалов. Более жесткое вещество, содержащее медь, образует внешний каркас, а упругий полимер внутреннюю часть лучей. В результате, когда температура достигает 350 кельвинов (76,85 °С), «звездочка» начинает сжиматься. Причем степень ее сжатия можно регулировать, изменяя количество меди в материале (ученые изготовили образцы, содержащие 2%, 5% и 10% наночастиц меди).
В этом исследовании впервые были получены структуры миллиметрового масштаба, которые сжимаются при нагревании во всех трех измерениях. Предыдущие образцы демонстрировали это свойство только в двух измерениях. При использовании совместно с материалами, расширяющимися при нагревании, «звезды» могут найти широкое применение во всех ситуациях, когда требуется сохранение объема детали при широких колебаниях температуры. Это могут быть различные строительные конструкции, печатные платы в электронике, детали трубопроводов и космических аппаратов и даже зубные пломбы.
Об исследовании сообщает публикация в Physical Review Letters.
