Ημιέλικα. Το νέο σχήμα που ανακάλυψαν τυχαία ερευνητές του Harvard

Κι όμως γεωμετρικά σχήματα δεν είναι μόνο αυτά που διδάχθηκες στο σχολείο… Ερευνητές από το Harvard οδηγήθηκαν τυχαία στην ανακάλυψη ενός νέου σχήματος που συναντάται σπάνια στη φύση. Και ιδού η… ημιέλικα, ένα διαφορετικό “ελατήριο” που μπορεί να αποδειχθεί χρήσιμο στις νανοσυσκευές του μέλλοντος.

Μία ημιέλικα μπορεί να σχηματιστεί από οποιοδήποτε “περιτυλιγμένο” σχήμα, όπως π.χ. τα γνωστά παιχνίδια Slinky Toys, όταν η κατεύθυνση προς την οποία περιστρέφεται αυτό αλλάζει περιοδικά κατά το μήκος του. Η αντιστροφή αυτή ονομάζεται «διαστροφή» (perversion) και, όπως θα δείτε στο παρακάτω σχήμα, υπάρχουν ημιέλικες με μία διαστροφή (δεύτερη φωτό) και με πολλαπλές διαστροφές (τρίτη φωτό).

Για να καταλάβετε καλύτερα πώς σχηματίζονται, φανταστείτε ότι μπορείτε να δημιουργήσετε και μόνοι σας κάτι “πολύ κοντινό” σε μία ημιέλικα, με τη βοήθεια ενός καλωδίου από το παραδοσιακό σταθερό σας τηλέφωνο (αν έχετε ακόμη), δοκιμάζοντας να γυρίσετε μία σπείρα του προς την αντίθετη κατεύθυνση από αυτή προς την οποία “πηγαίνει” μόνη της.

Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ταινίες από καουτσούκ, ώστε να πραγματοποιήσουν δοκιμές πάνω στη θεωρία τους ότι το νέο σχήμα μπορεί να επαναληφθεί με συνέπεια και δεν αποτελεί τυχαίο γεγονός, κάτι που αποδείχθηκε ότι καταφέρνει. “Μπορείτε να σχεδιάσετε μία ολόκληρη οικογένεια ελατηρίων που έχουν πολύ διαφορετική συμπεριφορά, με προβλέψιμα αποτελέσματα” σημειώνει σχετικά η Katia Bertoldi, μηχανικός και καθηγήτρια στο Harvard, που ήταν επικεφαλής της μελέτης για την “ανακάλυψη” της ημιέλικας.

Η ανακάλυψη αυτή, ωστόσο, δεν είναι μόνο ακαδημαϊκού χαρακτήρα, καθώς θα μπορούσε να αποδειχθεί ιδιαίτερα χρήσιμη σε πρακτικές υλοποιήσεις. Συγκεκριμένα, οι επιστήμονες, γνωρίζοντας πλέον πώς ακριβώς να συνθέσουν τις δομές ενός τέτοιου σχήματος, μπορούν να μιμηθούν τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του, κάτι που μπορεί να αποδειχθεί ιδιαίτερα χρήσιμο στον τομέα των σύγχρονων νανοσυσκευών (αισθητήρες, αντηχεία, απορροφητές ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων κ.ά).