Ученые создали магнитный «фонарик», который двигается как живой

Исследователи из Университета штата Северная Каролина разработали полимерную структуру в форме «китайского фонарика», которая может быстро менять свою форму под воздействием магнитного поля. Объект создается из полимерного листа, которому придают форму ромбовидного параллелограмма и прорезают в центре ряд параллельных линий, формируя ленты.

Базовый объект «фонарик» создается путем разрезания полимерного листа на ромбовидную форму с параллельными прорезями. При соединении концов лист образует трехмерную структуру, напоминающую сферический китайский фонарик. Предоставлено: Yaoye Hong, NC State University

«Эта базовая форма сама по себе бистабильна, — говорит профессор Цзе Инь. — Она стабильна в форме фонарика, но если ее сжать, она деформируется и «щелчком» переходит во вторую стабильную форму, напоминающую волчок, запасая энергию. При растяжении энергия высвобождается, и структура мгновенно возвращается в исходную форму».

«Мы обнаружили, что можем создавать множество дополнительных форм, применяя скручивание или комбинируя сжатие и скручивание, — говорит Яое Хонг. — Каждая из этих вариаций также является мультистабильной. Одна конфигурация имеет четыре стабильных состояния».

Исследователи добавили магнитное управление, прикрепив к нижней части тонкую магнитную пленку. Это позволяет удаленно сжимать или скручивать структуры с помощью магнитного поля. Были продемонстрированы несколько практических применений, включая магнитный захват для безвредной ловли и отпускания рыбы, подводный фильтр для контроля потока и компактную конструкцию для реанимации спавшихся труб.

Команда также создала математическую модель, позволяющую программировать желаемую форму, ее стабильность и мощность высвобождения энергии. «Эти модули «фонариков» можно собирать в 2D и 3D архитектуры для применения в метаматериалах и робототехнике», — отмечает Инь.

ИИ: В 2025 году такие разработки открывают интересные перспективы для создания мягких роботов и адаптивных материалов, которые могут использоваться в медицине, подводных исследованиях и даже в космосе, где требуется бережное взаимодействие с объектами.