Запам'ятовуючі матеріали: дослідники виявили особливі характеристики у численних речовинах.

Поняття того, що деякі предмети мають "пам'ять" є повсякденним знанням у сучасному науковому світі. Однак нещодавно вчені виявили, що певні матеріали можуть не просто запам'ятовувати той факт, що їх деформували, а й сам процес.

Деякі матеріали мають здатність зберігати спогади про минулі події, немов зім'ята сторінка паперу, що зберігає свої вигини. Нещодавно команда фізиків з Університету штату Пенсільванія зробила вражаюче відкриття: в особливих умовах певні матеріали можуть не лише фіксувати факт деформації, але й запам'ятовувати точний порядок цих змін. Це відкриття може відкрити нові горизонти в розробці механічних систем, які здатні зберігати інформацію, таких як комбіновані замки або навіть обчислювальні пристрої без використання електрики, повідомляє Penn State.

У Фокус.Технології запустили власний канал у Telegram! Приєднуйтесь, щоб бути в курсі найновіших та найцікавіших новин з галузі науки!

Матеріали часто зберігають спогади за допомогою процесу, званого пам'яттю зворотної точки, коли змінні сили залишають відбиток, який можна прочитати або стерти. Ця концепція схожа на комбінаційний замок, де поворот циферблата певним чином визначає, чи відкриється він. Натан Кейм, доцент Пенсільванського університету і автор дослідження, опублікованого в журналі Science Advances, пояснив, що цей математичний принцип можна застосувати до багатьох систем, від комп'ютерних жорстких дисків до скельних утворень.

Проте раніше вважалося, що пам'ять із зворотною точкою потребує зусиль у обох напрямках — як тягнучих, так і штовхаючих. Команда Кейма знайшла виняток: певні матеріали здатні зберігати послідовність дій, навіть якщо сила прикладена лише в одному напрямку. Наприклад, міст, який просідає під вагою транспорту, але не піднімається, коли автомобілі покидають його. Щоб детально дослідити це явище, науковці провели комп'ютерне моделювання, вивчаючи, як різні сили впливають на здатність матеріалів зберігати пам'ять.

Вони зосередили свою увагу на ключових компонентах, відомих як гістерони, які здатні зберігати свої попередні стани навіть при зміні зовнішніх умов. Гістерони можуть або взаємодіяти, стимулюючи одне одного до змін, або ж навпаки, чинити опір цим змінам, що викликає розчарування. Дослідницька команда виявила, що розчаровані гістерони, подібні до гнучких елементів соломинки, що відкриваються по черзі, дозволяють матеріалу зберігати інформацію про попередні деформації, навіть коли сила прикладається лише в одному напрямку.

Це відкриття може знайти практичне використання при розробці штучних систем пам'яті, зокрема механічних пристроїв, які не потребують електричного живлення. Кейм підкреслив, що такі матеріали здатні фіксувати послідовність попередніх подій, що може стати в нагоді в криміналістичному дослідженні або медичній діагностиці. Наприклад, матеріал, який відстежує свої найбільші та найновіші деформації, може бути корисним для виявлення структурних напружень у будівлях та машинах.

У сфері медицини цей прогрес може призвести до розробки самоконтрольованих матеріалів, здатних виявляти напругу або деформацію в імплантатах і протезах, що може суттєво підвищити безпеку пацієнтів, які їх отримали. Крім того, штучні суглоби та кісткові імплантати можуть використовувати таку технологію для моніторингу характеру експлуатації та своєчасного інформування лікарів про перші ознаки зношування або можливих відмов.

Подібна технологія може допомогти розробити вдосконалені пов'язки для ран, які запам'ятовуватимуть рівень тиску і відповідним чином регулюватимуться для поліпшення загоєння.

Раніше видання Фокус повідомляло про "завершення епохи" викопного палива. Науковці вважають, що людство стоїть на межі важливого історичного моменту, який матиме значний вплив на вирішення кліматичної проблеми.

Крім того, Фокус повідомляв про те, що під територією Франції було виявлено найбільше у світі родовище пального майбутнього. Вчені вважають, що ця знахідка може сприяти глобальному переходу від "брудних викопних видів пального", які завдають шкоди нашій планеті.