이론적 한계에 도달한 세계 최초의 메타물질: 아이소맥스(Isomax)

2021년 3월 29일 10:09 오후

favorite

1

comment

0

PANGPANG

유머










이 메타물질은 산타 바바라대학의 재료 과학자

Jonathan Berger가 고안했는데, Berger은 오랫동안 최고의 무게 대 강성비를 가진 재료를 찾고 있었다고









주제는 육각형 벌집구조와 같이 밀도가 낮으면서도

높은 강성을 가진 3차원 격자구조를 찾는 것이었음














허니콤(Honeycomb)이라 불리는 벌집구조는

수직 방향에서 가해지는 힘에 저항할 수 있지만 측면에서 가하는 힘에는 쉽게 붕괴됨







Berger는 속을 꽉 채우지 않고도 모든 방향에서

최대의 강성을 가질 수 있는 등방성 격자구조를 원했음
















그리하여 Berger와 그의 동료들은 Cubic

foam, Octet foam, Octet truss등 다양한 공간구조에 대해 연구하다 Cubic foam과 Octet

foam을 조합한 구조에 주목하고 아이소맥스(Isomax)라는 이름을 붙임


















아이소맥스의 구조에서 수직으로 교차하는 벽은 수직

파쇄력에 저항하고 모서리의 사면체는 전단력에 저항하여 안정성을 부여함







이는 아이소맥스가 모든 방향에서 최대의 강성을 가질

수 있게 만들어줌














새로운 논문에서 Berger와 그의 팀은

아이소맥스의 기하학적 구조가 Hashin-Shtrikman bounds 라는 정리에 의해 공식화된 탄성과 강성의 한계치에

도달함을 보여주었음







이론적으로, 수치적으로, 실험적으로 아이소맥스의

강성이 동일한 무게의 트러스 격자보다 두 배이상 높은걸로 나타났다고 함















아이소맥스 격자는 대부분 빈 공간으로 이루어져 있기

때문에 그 구조는 믿을 수 없을 정도로 가벼워지게 되어 Berger는 그것을 "우주에서 가장 효율적인

거품"이라고 표현하였음







그는 "강성에 대한 이론적 한계를 달성하기 때문에

이와 같은 다른 재료는 없다"고 설명함










(오른쪽은

재료가 파단될 때 까지 압력을 가한 모습)







연구팀은 아이소맥스가 새로운 종류의 포장재에서부터

가벼운 보철기기, 항공기와 우주선 구조물에 이르기까지 모든 것에 사용될 것으로 예상하고 있음







*기계적 메타 물질: 구성물이 아닌 구조에 의해 정의된 기계적 특성을 가진 인공

구조




favorite 1
thumb_down 0
kakao_story_share kakao_story_share kakao_story_share

출처 : https://bbs.ruliweb.com/best/boa...


fast_forward
fast_rewind 꼬북칩에 중독된 외국인.jpg


로그인