04.06.2012

Представлен новый плащ невидимости от землетрясений

Окольцевав предмет определённым упругим материалом, его можно сделать невидимкой для механических волн, — утверждает автор нового исследования. Принцип предложено распространить на наземные сооружения.

Уильям Парнелл (William J. Parnell) из университета Манчестера разработал новую теорию «плаща невидимости», работающего в области упругих колебаний.

В своей статье в Proceedings of the Royal Society A британец показал, как можно заставить волны плавно огибать объект, защищённый при помощи неогуковских эластомерных материалов (Neo-Hookean solid).

Такие составы обладают нелинейной зависимостью между механическим напряжением и деформацией. Парнелл установил, что если в кольце из эластомера создать предварительное механическое напряжение, то с помощью подобной системы можно произвольно управлять распространением упругих волн определённого типа.

В результате можно добиться эффекта, когда мощные механические колебания среды (скажем, грунта) будут проходить сквозь защищённый объект почти без искажений, словно его не существует.

Технология получила название «эластодинамическая маскировка» (Elastodynamic Cloaking). Её общая идея напоминает ту, которую выдвинула другая группа европейских исследователей в 2009 году.

Однако есть существенное отличие. В прошлой работе учёные предлагали создавать в земле вокруг зданий многослойные кольца из метаматериала.

Комбинируя полимеры с разными упругими свойствами, можно добиться построения объекта, механические характеристики которого, то есть реакция на прохождение сейсмической волны, будут радикально отличаться от характеристик каждой составляющей по отдельности. (И этот подход, к слову, очень похож на исследования в области "плащей-невидимок", работающих с электромагнитными волнами.)

А вот Уильям полагает, что неоднородные (и при этом сложные) метаматериалы в данном случае не нужны. Правда, его схема ещё нуждается в доработке. Но в перспективе работа Парнелла может привести к появлению нового метода защиты зданий от землетрясений.

«Если теория может быть расширена до более крупных объектов, то она приведёт к созданию „плащей“ для защиты сооружений. Или, возможно, что более реалистично, для защиты самых важных частей этих структур», — утверждает изобретатель.

Леонид Попов

Источники:

1. membrana.ru