Но усиление редко бывает идеальным — часто оно создает новые слабые места.

Ученые из Принстона и Технологического института Джорджии придумали, как обмануть физику.

Вместо того чтобы бороться с нагрузками, они заставляют их «обходить» отверстие, словно его нет.

В статье для PNAS исследователи объяснили: они окружают отверстия микроструктурами, которые перераспределяют любые внешние воздействия — растяжение, сжатие, вибрацию.

Форма и расположение этих структур подбираются так, чтобы гасить самые опасные нагрузки.

Эмили Сандерс, соавтор исследования:

Представьте пластину с дыркой. Если ее растянуть, напряжение сконцентрируется вокруг отверстия, и она сломается быстрее, чем целая. Мы делаем так, чтобы нагрузка шла в обход — будто дыры и нет.

Глаусио Паулино, ведущий автор:

Обычно инженеры просто укрепляют края, но это может создать новые точки напряжения. Наш метод перенаправляет силы, не добавляя проблем.

Идею подсказала природа: сучки в древесине меняют структуру волокон, чтобы нагрузка обтекала место, где когда-то была ветка. Ученые повторили этот принцип в искусственных материалах.

Как это работает:

• Сначала алгоритм вычисляет 6–10 худших сценариев нагрузки (ветер, вес, вибрация).
• Затем подбирает оптимальную конфигурацию микроструктур вокруг отверстия, чтобы «спрятать» его от сил.

Давиде Бигони  (Университет Тренто):

Это прорыв. Теперь можно делать «невидимые» дефекты, которые не нарушают прочность. Применений масса — от медицины до реставрации картин.

Метод похож на стелс-технологии, где объект скрывают от радаров. Только здесь «невидимость» — для механических сил.

Технология позволит:

• Уменьшить вес самолетов и машин — больше не нужно дублировать крепления.
• Продлить срок службы конструкций — меньше трещин вокруг люков, труб, кабельных каналов.
• Упростить ремонт — например, вживлять импланты без риска повредить кость.
• Снизить затраты — меньше перерасхода материалов на усиление.

Предложенный подход универсален. Он работает для любых нагрузок, а не только для заранее рассчитанных.

Ранее ученые разработали компактный твердомер для космоса.