
Коллектив ученых из США и Германии создал технологию для маскировки неоднородностей в конструкционных материалах. При помощи нового подхода можно получать структуры, имеющие посторонние включения, «незаметные» для внешних механических воздействий. Работа опубликована  в Proceedings of National Academy of Sciences.Под маскировкой в физике часто понимают способность материала вести себя так, как будто он прозрачен для какого-то внешнего сигнала (света или звука, например), хотя на самом деле внутри него есть какие-либо непрозрачные объекты. Например, устройство для оптической маскировки может быть основано на том, что свет внутри материала расходится или огибает посторонние включения, после чего обратно сходится в такой же пучок, как и был на входе.Авторы новой работы перенесли понятие маскировки на механические свойства материалов. Хорошо известно, что регулярная шестиугольная решетка (структура графена) и точно такая же решетка, но с отверстием посередине, по-разному распространяют механическое напряжение. Ученые нашли способ, как создавать «дырки» в гексагональной решетке таким образом, чтобы характер распространения напряжений в ней не изменялся. Для этого исследователи воспользовались аналогией с электрической цепью: если сделать решетку из одинаковых резисторов, ее сопротивление будет зависеть только от мотива структуры (шестиугольники, квадраты, треугольники), но не от расстояний между соединениями.В механической системе вместо резисторов авторы использовали упругие элементы — «пружинки». Они варьировали их длину и форму так, чтобы жесткость у всех элементов была одинаковой. При этом в середине решетки оставалась большая полость.Для проверки своей концепции ученые использовали компьютерное моделирование и эксперимент с полимерными решетками, распечатанными на 3D принтере. Они прикладывали к решетке давление слева и справа и измеряли разницу напряжений на неповрежденной решетке, «обычной» решетке с отверстием и «модифицированной» решетке с таким же отверстием.Оказалось, что среднее значение напряжения на модифицированной решетке отличается от невозмущенной на 20-50 процентов, тогда как для решетки с «обычной» дыркой эти значения составляют 700-2500 процентов.
