Por mais de 10 anos, Guoliang Huang, o Huber and Helen Croft Chair em Engenharia na Universidade de Missouri, tem investigado as propriedades não convencionais de "metamateriais" - um material artificial que exibe propriedades não comumente encontradas na natureza, conforme definido pelas leis de Newton. de movimento - em sua busca de longo prazo de projetar um metamaterial ideal.

O objetivo de Huang é ajudar a controlar as ondas de energia "elásticas" que viajam através de estruturas maiores - como uma aeronave - sem luz e pequenas "metaestruturas".

"Há muitos anos venho trabalhando no desafio de como usar a mecânica matemática para resolver problemas de engenharia", disse Huang. "Os métodos convencionais têm muitas limitações, incluindo tamanho e peso. Então, tenho explorado como podemos encontrar uma solução alternativa usando um material leve que é pequeno, mas ainda pode controlar a vibração de baixa frequência proveniente de uma estrutura maior, como uma aeronave ."

Agora, Huang está um passo mais perto de seu objetivo. Em um novo estudo publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences , Huang e colegas desenvolveram um protótipo de metamaterial que usa sinais elétricos para controlar a direção e a intensidade das ondas de energia que passam por um material sólido .

As aplicações potenciais de seu design inovador incluem usos militares e comerciais, como controlar ondas de radar, direcionando-as para a varredura de uma área específica em busca de objetos ou gerenciando a vibração criada pela turbulência do ar de uma aeronave em voo.

“Este metamaterial tem densidade de massa ímpar”, disse Huang. “Portanto, a força e a aceleração não estão indo na mesma direção, fornecendo assim uma maneira não convencional de personalizar o design da dinâmica estrutural de um objeto ou propriedades para desafiar a segunda lei de Newton”.

Esta é a primeira realização física de densidade de massa ímpar, disse Huang.

“Por exemplo, esse metamaterial pode ser benéfico para monitorar a saúde de estruturas civis, como pontes e dutos, como transdutores ativos, ajudando a identificar qualquer dano potencial que possa ser difícil de ver a olho nu”.