Tyrejai nustatė, kad ryžių grūdai keičia savo tvirtumą priklausomai nuo gniuždymo greičio. Šis atradimas panaudotas kuriant naujus metamedžiagų tipus – kompozitus, kurie automatiškai reaguoja į slėgį ir deformaciją.
Paaiškėjo, kad lėtai gniuždomi ryžiai išlaiko tvirtumą, o greitai suspaudžiami – susilpnėja. Taip nutinka dėl to, kad esant greitai apkrovai sumažėja trintis tarp grūdų ir susilpnėja vidinės jėgos, palaikančios medžiagos struktūrą. Mokslininkai sujungė ryžius su granuliuotomis medžiagomis, kurios, priešingai, greitai smūgiuojamos tampa tvirtesnės, pavyzdžiui, su smėliu. Taip buvo sukurti kompozitai, skirtingai reaguojantys į apkrovą priklausomai nuo jos greičio.
Šios medžiagos gali lankstytis, deformuotis arba sukietėti be jokios elektronikos, jutiklių ar aktyvaus valdymo. Apibrėžia pati mechanika: greita apkrova sukelia vienokį elgesį, lėta – kitokį. „Ryžiai paprastai siejami su maistu, o ne su inžinerija, tačiau mūsų darbas rodo, kad jie gali tapti naujos funkcinės medžiagų klasės pagrindu“, – aiškina daktaras Mingčao Liu iš „Birmingamo universiteto“.
Toks itin greičiui jautrus metamedžiagų tipas gali būti pritaikytas minkštiesiems robotams. Jie būtų lengvesni, saugesni ir adaptyvesni nei tradicinės metalinės konstrukcijos. Iš tokių medžiagų pagaminti robotai galėtų padėti žmonėms, dirbti sudėtingomis sąlygomis ar atlikti itin subtilias užduotis, pavyzdžiui, chirurgines operacijas.
Šis atradimas taip pat atveria kelią apsauginei ekipuotei, kuri prisitaiko prie smūgio greičio. Šalmai, apsauginiai antkeliai ir kiti įrenginiai galėtų saugiai deformuotis staigių smūgių metu arba sugerti greitų susidūrimų energiją, taip sumažindami traumų riziką.
Įprastas granuliuotas medžiagas galima paversti „išmaniosiomis“ sistemomis pasitelkus jų mechanines savybes. Tyrimai, kaip ryžiai reaguoja į skirtingo greičio apkrovas, suteikia inžinieriams aiškų planą, kaip kurti medžiagas, kurios pačios keičia savo standumą ir lankstumą be papildomos įrangos. Tai gali tapti naujos kartos adaptyvių mašinų ir apsauginės ekipuotės pagrindu, kai paprastos medžiagos natūraliai reaguoja į jas veikiančias jėgas.
