В России усилили жесткость метаматериалов для костных имплантов

Российские ученые на 20% увеличили жесткость метаматериалов, с помощью которых можно создавать костные импланты. Разработка позволит сравнять жесткость имплантатов и кости.

«Ученые ТГУ и Института физики прочности и материаловедения СО РАН выяснили, что сжатие ячейки метаматериала с тетрахиральной структурой, в которой элементарная ячейка состоит из кольца и четырех связок (ребер), создает особое искажение — и делает материал жестче. Это открытие может помочь в разработке энергопоглощающих устройств, создании интеллектуальных развертываемых антенн, механических регулируемых стентов», — сообщили в вузе.

По словам сотрудника кафедры механики деформируемого тела физико-технического факультета ТГУ Линара Ахметшина, изменение внутренний структуры метаматериалов дает возможность управлять его свойствами. В качестве эксперимента ученые ввели топологический дефект (изъян в структуре) в трехмерную ячейку (маленький блок материала). Специалисты обнаружили редкое свойство — угол поворота ячейки уменьшился на 30%.

«Мы взяли две ячейки с эквивалентной массой, но с разным строением, и получили заметные различия в свойствах. Мы обнаружили, что значение силы в ячейке с топологическим дефектом выше — ячейка выдерживала более высокие нагрузки (на 20%) при том же уровне смещения. Это указывает на то, что ячейка с дефектом более жесткая, чем ячейка без него», — рассказал Ахметшин.