Исследователи из Университета штата Иллинойс в Урбана-Шампейне, Университета Мичигана и Университета Висконсина в Мадисоне разработали методику, позволяющую наблюдать динамику фононов в самоорганизующихся наноматериалах. Это открытие, опубликованное в журнале Nature Materials, открывает новые возможности для создания механических метаматериалов с заданными свойствами.
Фононы — это кванты колебаний решетки в твердых телах, которые играют ключевую роль в передаче тепла и звука. Понимание их поведения в наноматериалах позволяет разрабатывать материалы с уникальными механическими характеристиками. В данном исследовании ученые использовали жидкостную электронную микроскопию для наблюдения вибраций наночастиц золота, что позволило выявить фононные полосы и сопоставить их с механической моделью для извлечения наноразмерных пружин.
Этот подход открывает перспективы для разработки наноразмерных механических метаматериалов с улучшенными свойствами, такими как эффективное поглощение ударов и управление акустической и оптической энергией. Также исследование подчеркивает потенциал машинного обучения в изучении сложных систем частиц, что может привести к созданию перестраиваемых коллоидных метаматериалов с использованием искусственного интеллекта.