橡膠“隱身衣”保護建筑:防地震破壞

2020-07-26 09:27:58 17

   英國曼徹斯特大學數學家最近提出一種新實踐,用一品種似“隱身衣”的設施能夠愛護建筑免遭地震、自然災害或恐懼襲擊的毀壞。關于核電站、高壓電纜塔和政府 辦公室等關鍵性建筑來說,這種“隱身”將成為一種重要的防護措施。相關論文發表在最近出版的《英國皇家學會會刊》上。  這種隱身衣是一種應力橡膠,用它 將建筑物的某些關鍵部分暗藏起來,地震產生的強力震波就無法“看到”該建筑而繞過它們,可防止重大的毀壞。曼徹斯特大學數學學院博士威廉姆·帕內爾說,最 近幾年,科學家已經開發出多種功能用途的隱身衣。他們的實踐集中在開發一種隱身設施,讓其在震動、地震等毀壞性災難中愛護建筑物及其內部構造。

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  這是目 前最新的隱身技術之一,即讓物體相關于某種波而言簡直不可見,不管這種波是可見光、聲音還是震波。人們早已在鉆研物體在可見光下的隱身,但很少人鉆研波在 固體中的傳播,如地震波,然后者在建筑物愛護等許多方面至關重要。  “我們五六年前開端鉆研可見光波,前幾年才開端思考另一些類型的波,最重要的就是聲 波和彈性波。彈性波是震動在彈性介質中傳播造成的。”帕內爾說, “但彈性波的一個問題是,用天然材料通常無法獲得成效。”新實踐證明,在一種天然橡膠中施以非線性預加彈性應力,能讓反平面彈性波繞開物體,即讓這種波 “看不見”該物體,從而產生隱身效應。  帕內爾解釋說,這標明的確有可能控制彈性波的傳播速度和方向。這十分重要,因為鉆研人員希望能在多種環境下引導 這種波,尤其是在納米應用領域。假如該實踐能擴展到更大的目的物上,就可能制造出一種能愛護建筑物及其構造的“隱身衣”,或者愛護其構造中某個特殊重要的 部分。目前他們還正在鉆研更寬泛的實踐,并努力將這些實踐變為現實


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