人造纳米磁体激发具有记忆能力的机械系统

一个由洛斯阿拉莫斯国家实验室和特拉维夫大学组成的国际研究团队开发出了一种独特的机械超材料，它就像计算机遵循指令一样，可以记住对其执行的操作顺序。这种新超材料以新墨西哥州北部的考古遗址Chaco命名，为内存存储、机器人技术甚至机械计算的应用提供了途径。

“如果你拉一根橡皮筋，然后扭它，你得到的结果和你先扭它再拉它是一样的。普通材料对一系列机械操作的反应是相同的，无论它们的顺序如何，”洛斯阿拉莫斯的科学家克里斯蒂亚诺·尼索利说。

“然而，Chaco表现出依赖历史的行为，并记住过去的操作。这种记忆是磁性而非机械系统的典型特征;我们明确地将Chaco设计为纳米磁铁的机械类似物，称为Shakti。我们的想法是，Chaco可以继承机械中通常不存在的磁记忆特性。”

设计灵感源自磁性挫折

受挫概念是奇异磁系统的典型特征，它激发了Chaco的设计灵感，并巩固了其记忆特性。如果磁铁的磁矩经过精心设计，则可以通过几何挫败来防止磁铁达到简单有序的状态。类似地，Chaco的三维构建块以不兼容的方式排列，这使得它们无法轻松地形成有序的低能量配置。

特拉维夫大学博士生ChavivaSirote-Katz表示：“这种安排产生了多种内部状态，记忆可以被编码到其中。”

Chaco由洛斯阿拉莫斯理论部门设计，并由特拉维夫大学实现。尼索利根据自己在设计受阻人造纳米磁体方面的经验提出了早期设计。特拉维夫大学的卡尔·梅里根和耶尔·肖克夫在访问洛斯阿拉莫斯非线性研究中心时完成了设计。该团队意识到磁受阻的数学基础可以延续到元力学中，并具有类似的奇异现象学。

Chaco如何识别一系列动作?关键是材料的非阿贝尔性质，这意味着操作顺序对于材料的响应至关重要。

特拉维夫大学YoavLahini团队的博士生DorShohat说：“这种材料就像一个机械记忆存储装置，可以记住一系列的输入。”

“它的每个机械构件都有两个稳定状态，就像单个位的磁存储器一样。翻转材料内的两个单元可能会导致一个最终状态，但以相反的顺序翻转这两个单元将导致不同的最终状态”。

按照动作序列对信息进行编码

研究人员利用这种能力将信息编码在动作序列中。观察材料的最终状态即可检索信息。

尼索利说：“元力学领域一直在设计新的智能材料。”“在理论部门，我们一直在通过设计新的纳米磁体来做类似的事情。现在，通过赋予机械材料与磁体相关的奇异特性和功能，我们在元力学领域开辟了一个新的设计方向。”

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！