–>
Без оглядки на то, что изучения мускул ведутся с покон столетий и деятельно, наличие у их параметров метаматериалов до этого времени не замечалось наукой. (Тут и ниже иллюстрации Rob Phillips, Wikimedia Commons.)
…Но не у всех: в две тыщи двенадцать году наконец было экспериментально реализовано состояние материала с отрицательной сжимаемостью. Тогда метаматериал в начальный раз удалось вынудить вести себя обратным образом: сжиматься при растягивающем упрочнении и растягиваться при сжимающем.
Представьте для себя, что вы давите на подушку, а она в один момент вспучивается конкретно в той точке, на которую вы жмёте, это, грубо говоря, и имеется отрицательная жёсткость.
Если вы потянете резиновый предмет, он растянется, что если сожмёте, то и он сделает то же самое.
Без оглядки на то, что на вышеупомянутых изделиях это видно лучше, такие характеристики имеется у подавляющего большинства материалов…
Источник: phys.org
Также экспериментально было показано, что мускулы показывают самоорганизованную критичность линии, характерную и метаматериалам с отрицательной жёсткостью, которые стабилизировались средством адаптивного контролера с ограниченной памятью.
По всей видимости, это значит, что, предсказав метаматериалы на теоретическом уровне, а позднее и создав их, население земли наконец подошло к тому моменту, в каком нашло, что те же метаматериалы трудятся в… людских мышцах.
Заметим, что ранее конкретно новинки с отрицательной жёсткостью предлагались в качестве кандидата на неестественные мускулы для робототехники и вдобавок броню будущего при попадании пули в бронежилет из такового гипотетичного материала противодействие в точке контакта возможно окажется выше, чем личная энергия пули. Похоже, неестественное в конечном итоге выяснилось бионическим.
Учёные во главе с Маттье Карюэлем (Matthieu Caruel) из Политехнической школы в Палезо (Франция) выпустили труд, что может пару переопределить отечественное осознание метаматериалов.
Совершив необъятные изучения скелетных мускул человека, они нашли, что их работа организована не потому, что представлялось. Ясно, что мускула ведёт себя интенсивно в периоды до 30 мс и пассивно порядка один мс.
На пассивных отрезках она горазда на пару неординарных феноменов, и вдобавок на отрицательную жёсткость, считают создатели.
Свойство это проявляется тогда, когда очень сокращённая мускула (в тетаническом скажем, в конвульсивном состоянии) в один момент расширяется, становясь наименее напряжённой, а тогда как она в один момент уменьшается, то становится тугой без внедрения АТФ несложного горючего, применяемого мышечной тканью для получения энергии. Как заключили учёные, такое поведение позвано фолдингом (сворачиванием белка в третичную структуру) и оборотным фолдингу процессом, проходящим с модификациями миозина без обыденного для их расщепления АТФ. Но мускулы в главном трудились неподалеку от критичной точки, демонстрируя синхронизированное поведение на микроуровне.
Сходно вели себя и приобретённые в прошедшем году метаматериалы с отрицательный жёсткостью, характеристики которых обоснованы не столько параметрами составляющих их частей, сколько искусственно организованной повторяющейся структурой. Выделим слово искусственно: предполагалось, что в естественных параметрах метаматериалы показаться не могут, в силу того, что создание повторяющейся структуры достаточно не легко, и человеческое материаловедение только не так давно обучилось управляться с ним. Сейчас же характеристики метаматериалов были характерны материалам донельзя природным мускулам отечественного тела.
В опытах было выявлено, что не считая этого поперечно-полосатая мускула напрягает и расслабляет личные составляющие не потому, что привычные нам умные материалы, а вся сходу, получая высокосинхронизированное упрочнение при относительно малых затратах энергии. За этим коллективным поведением мышечных частей подобающа пребывать какая-то внутренняя архитектура, в какой сотрудничества на огромных расстояниях господствуют над сотрудничеством на малых расстояниях.
На наномасштабах, говорят французы, сотрудничество в мышцах трудится наподобие магнетизма, а критичная точка, в какой мускулы трудятся идеальнее всего, в этом случае имеется прямым аналогом ферромагнитной точки Кюри.
Миозин и актин в собственном содействии могут временно обходиться без расхода АТФ, реагируя на нагрузку только за счёт неординарной отрицательной сжимаемости.