Общеизвестный научный факт: любые материалы при нагреве расширяются. Однако команда американских ученых пошла, как говорится, против законов физики,получив методом 3D-печати метаматериал, который сжимается при нагреве.

Работы по его созданию проводились в рамках программы DARPA по исследованию материалов с контролируемой микроструктурной архитектурой. В результате был получен легкий метаматериал с отрицательным коэффициентом теплового расширения.

В исследованиях приняли участие ученые из Ливерморской национальной лаборатории, университета Южной Калифорнии и Массачусетского технологического института. В процессе 3D-печати они задействовали так называемую проекционную микростереолитографию, с помощью которой был сформирован сложный 3D-би-материал, состоящий из двух веществ с ячеистой структурой.

В ней микроскопические лучи сочетаются с пустотами. Геометрия строится таким образом, что при нагреве один материал расширяется сильнее, чем второй, в итоге вся структура сжимается в трех измерениях. Как уверяют ученые, структура ячеек может изменяться в диапазоне от десятков до сотен градусов, в результате чего их геометрия и пространственная структура жестко зафиксируется и не будет ни расширяться, ни сжиматься.

Спектр применения нового материала включает создание пассивных креплений деталей в микросхемах, оптических креплений высокой точности, а также в специальных прокладках в местах возможного расширения мостовых конструкций.