Trillen in maar één richting

Alexander Pil
Leestijd: 2 minuten

Transistoren en andere elektronische componenten laten elektrische stroom maar in één richting door. Hoe mooi zou het zijn als we materialen konden maken die iets soortgelijks doen voor mechanische trillingen? Voor allerlei toepassingen zou het enorm nuttig zijn als we konden beschikken over materialen die trillingen in één richting doorlaten, maar niet in een andere. In de natuur komen zulke materialen niet voor, maar een groep natuurkundigen van de Universiteit van Amsterdam heeft nu een metamateriaal ontworpen dat precies deze eigenschap heeft.

Materialen die deze eenzijdige voortplanting van beweging vertonen, zouden bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt om structuren te bouwen die beter tegen aardbevingen kunnen. Gewone materialen laten met behulp van mechanische trillingen in elke richting informatie en energie door – zowel gewenst als ongewenst. Dit gebeurt op elke schaal: het aardoppervlak tijdens een aardbeving is een voorbeeld, maar hetzelfde gebeurt met een aangeslagen gitaarsnaar of met lichaamsweefsel tijdens een echo.

In hun onderzoek, onlangs gepubliceerd in Nature Communications, ontwierpen de vier natuurkundigen een ‘robotisch’ metamateriaal. Elke bouwsteen van dit materiaal is een minuscule robot die in staat is het gedrag van zijn buren te voelen en daarnaar te handelen. Met behulp van de programmeerbare feedback loops die dit gedrag mogelijk maken, slaagden de onderzoekers erin om de bewegingssymmetrie in het materiaal te verbreken. Het resultaat: een willekeurige bouwsteen reageert anders op een verplaatsing van zijn linkerbuur dan op een verplaatsing van de rechter.

Dit artikel is exclusief voor premium leden van High-Tech Systems Magazine. Al premium lid? Log dan in. Nog geen premium lid? Neem dan een premium lidmaatschap en geniet van alle voordelen.

Inloggen

Problemen met inloggen? Bel dan (tijdens kantooruren) naar 024 350 3532 of stuur een e-mail naar info@techwatch.nl.