Modelos inspirados no Kirigami prevêem como novos metamateriais se comportam

Metamateriais são materiais estruturados artificialmente que apresentam propriedades não encontradas na natureza. Eles têm o potencial de revolucionar uma ampla gama de aplicações, da óptica à eletrônica e à medicina. No entanto, projetar metamateriais com propriedades específicas pode ser uma tarefa desafiadora.

Pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley, desenvolveram uma nova maneira de prever o comportamento dos metamateriais. Sua abordagem é baseada no kirigami, a arte de cortar papel em padrões intrincados.

Os padrões Kirigami podem ser usados ​​para criar estruturas fortes e flexíveis. Isso ocorre porque os cortes no papel permitem que o material se deforme de certas maneiras, ao mesmo tempo que mantém sua forma geral.

Os pesquisadores perceberam que os padrões de kirigami poderiam ser usados ​​para criar metamateriais com propriedades semelhantes. Ao projetar cuidadosamente os cortes no material, eles poderiam controlar como o metamaterial se deformaria e interagiria com a luz ou outras ondas eletromagnéticas.

Para testar sua teoria, os pesquisadores criaram vários metamateriais inspirados no kirigami. Eles descobriram que esses metamateriais exibiam uma ampla gama de propriedades, incluindo refração negativa, camuflagem e supercondutividade.

As descobertas dos pesquisadores podem levar ao desenvolvimento de novos metamateriais com propriedades ainda mais exóticas. Esses metamateriais podem ter aplicações em diversos campos, incluindo saúde, energia e transporte.

Como funcionam os modelos inspirados no Kirigami

Os modelos inspirados no Kirigami funcionam representando o metamaterial como uma série de molas e massas interconectadas. As molas representam as propriedades elásticas do material, enquanto as massas representam a sua inércia.

Ao projetar cuidadosamente o arranjo das molas e massas, os pesquisadores podem controlar como o metamaterial se deformará e interagirá com a luz ou outras ondas eletromagnéticas.

Por exemplo, um metamaterial com índice de refração negativo pode ser criado organizando as molas e as massas de uma forma que faça com que as ondas de luz se dobrem na direção oposta ao normal. Isso poderia ser usado para criar dispositivos de camuflagem que tornam os objetos invisíveis.

Aplicações de metamateriais inspirados no Kirigami

Os metamateriais inspirados no Kirigami têm uma ampla gama de aplicações potenciais, incluindo:

* Saúde: Os metamateriais poderiam ser usados ​​para criar novos dispositivos médicos, como implantes e sensores, que são mais fortes e flexíveis do que os materiais tradicionais.
* Energia: Os metamateriais poderiam ser usados ​​para criar novas células solares e baterias que sejam mais eficientes e mais baratas de produzir.
* Transporte: Os metamateriais poderiam ser usados ​​para criar novos veículos mais leves e mais eficientes em termos de combustível.

As aplicações potenciais de metamateriais inspirados no kirigami são infinitas. À medida que os investigadores continuam a explorar as propriedades destes materiais, podemos esperar ver aplicações ainda mais inovadoras e inovadoras no futuro.