Поклонники научно-фантастических фильмов, вероятно, хорошо знакомы с той сценой в фильме "Терминатор 2", когда блестящий, жидкий металлический робот Т-1000 Роберта Патрика легко проникает сквозь металлические прутья бронированной двери. Это культовая сцена, в которой использовались самые современные компьютерные визуальные эффекты - в конце концов, это своего рода фишка режиссера Джеймса Кэмерона. Но недавно исследователи разработали новое вещество, способное воссоздать вариацию этой способности. При дальнейшем экспериментировании и более точной настройке эта новая "магнитоактивная машина для перехода от твердой к жидкой фазе" может стать источником множества инструментов для всего - от ремонта строительных конструкций до медицинских процедур.
До сих пор исследователям удавалось заставить свое вещество "прыгать" через рвы, взбираться на стены и даже разделяться на две взаимодействующие половины, чтобы перемещаться вокруг объекта, а затем снова превращаться в единое целое, о чем подробно говорится в новом исследовании, опубликованном в среду в журнале Matter. В дерзком видеоролике с сильными отсылками к T2, в форме человечка из Lego магнитоактивная твердая жидкость даже может быть показана, как она разжижается и перемещается через крошечные решетки тюремной камеры, прежде чем реформироваться в свою первоначальную структуру. Если последняя часть кажется немного невозможной, то так оно и есть. Пока что.
"В видео есть некоторый контекст. Это [выглядит] как магия", - со смехом объясняет PopSci Кармель Маджиди, старший автор и инженер-механик из Карнеги-Меллон. По словам Маджиди, все, что предшествует реформации модели, выглядит именно так - форма действительно разжижается, прежде чем ее протягивают через сетчатый барьер с помощью переменных электромагнитных токов. После этого, однако, кто-то останавливает камеру, чтобы переделать форму в ее первоначальный вид.
Но даже без небольшого прикола с историей кино Маджиди объясняет, что новый материал его и его коллег может принести большую пользу во множестве ситуаций. Команда, состоящая из специалистов Китайского университета Гонконга и Университета Карнеги-Меллона, создала "фазосдвигающий" материал, внедрив магнитные частицы в галлий, металл с чрезвычайно низкой температурой плавления - всего 29,8C, или около 85F. Для достижения этой цели галлий с магнитными частицами подвергается воздействию переменного магнитного поля для получения достаточного количества тепла за счет индукции. Изменение пути электромагнита может наоборот направлять жидкую форму, при этом сохраняя гораздо менее вязкое состояние, чем аналогичные материалы, изменяющие фазу.
"Было проделано огромное количество работы над этими мягкими магнитными устройствами, которые могут быть использованы в биомедицинских целях", - говорит Маджиди. "Все чаще эти материалы [могут] использоваться для диагностики, доставки лекарств... [и] извлечения или удаления инородных объектов".
Новейшая вариация Маджиди и его коллег, однако, выделяется из этого аморфного сгустка подобных веществ. "Это наделяет эти системы способностью изменять жесткость и форму, поэтому они могут обладать еще большей мобильностью в этом контексте".
Однако Маджиди предупреждает, что до внедрения в кабинеты врачей еще далеко. В то же время, он гораздо ближе к использованию в таких ситуациях, как сборка и ремонт схем, где материал может просачиваться в труднодоступные места, а затем застывать, становясь одновременно и проводником, и припоем.
Для определения биосовместимости вещества на людях необходимо провести дополнительные испытания, но Маджиди утверждает, что нетрудно представить, что однажды пациенты могут попасть в аппарат, подобный МРТ, который сможет направлять проглоченные версии материала для проведения медицинских процедур. Пока же, однако, похоже, что современные технологии по крайней мере на шаг приблизились к тому, чтобы догнать мастерство визуальных эффектов "Терминатора 2" более чем 30-летней давности.