Густой мёд медленно растекается по тарелке. В таком мире, где трение подавляет инерцию, движение управляется не силой, а вязкостью. Именно так ведут себя многие мягкие материалы: полимерные гели, коллоидные суспензии, содержимое живых клеток. Учёные задались вопросом: можно ли локально менять вязкость, чтобы материал по-разному реагировал на нагрузку в разных точках?
Они разработали метод, основанный на идее «направленного старения»: подобно тому, как мышцы укрепляются от упражнений, материал «тренируется» изменять своё сопротивление в ответ на локальные деформации. Используя математический подход, который описывает энергетические потери в вязкой среде, авторы вывели правила обновления вязкости в каждой точке. Эти правила позволяют материалу постепенно подстраиваться под желаемое механическое поведение.
Чтобы проверить идею, учёные смоделировали неупорядоченный материал Максвелла — субстанцию, которая ведёт себя как упругое твёрдое тело при быстрых воздействиях, но течёт как жидкость при медленных. Оказалось, что, локально меняя вязкость, можно управлять коэффициентом Пуассона — величиной, показывающей, насколько материал сжимается в одном направлении при растяжении в другом. Например, можно сделать так, чтобы материал при сжатии не расширялся в стороны, а оставался неизменным или даже сжимался.
Такой подход напоминает обучение нейронной сети, но вместо весов связей здесь настраиваются локальные вязкости. Материал сам «учится» нужному поведению, подстраиваясь под внешние условия. Это открывает путь к созданию умных гелей, которые меняют жёсткость в ответ на прикосновение, или полимеров, адаптирующихся к нагрузкам.
Коэффициент Пуассона обычной пробки близок к нулю: при сжатии она почти не расширяется в стороны, поэтому пробку легко вставить в бутылку.