Дослідники з Нанкінського університету аеронавтики та астронавтики (NUAA) створили металевий матеріал, здатний згинатися під навантаженням і повертатися до вихідної форми. Результати роботи опубліковані в International Journal of Extreme Manufacturing.
В основу розробки лягла мікроскопічна структура насіннєвої оболонки городнього портулаку. Зовнішній шар насіння цього сукуленту складається з мережі хвилястих поверхонь, які рівномірно розподіляють механічні напруження під час деформації. Дослідники відтворили цю геометрію в нікель-титановому сплаві з ефектом пам’яті форми.
Для виготовлення матеріалу використовували технологію лазерного наплавлення порошкового шару. За допомогою 3D-друку було створено стільникові структури з товщиною стінок 0,3 мм. Змінюючи кількість стінок у вузлах сот, інженери регулювали коефіцієнт Пуассона, який визначає поведінку матеріалу під час розтягування.
Випробування показали, що шестикутна стільникова структура витримує розтягнення до 38% без руйнування. Після нагрівання матеріал відновлює понад 96% початкової форми. Деформація відбувається без використання зовнішніх двигунів або механічних приводів — сплав із пам’яттю форми самостійно забезпечує рух під дією температури.
На основі метаматеріалу команда виготовила прототипи секцій крила. Зразки продемонстрували здатність плавно змінювати кут нахилу від –25 до +25 градусів за умов, що відповідають температурному режиму польоту. Наступним етапом стане інтеграція датчиків для автоматичної реакції матеріалу на зміни аеродинамічних умов.